CN111635677A - 一种防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防水涂料。本发明的防水涂料包括水以及以下重量份的组分：丙烯酸乳液40～60份，水性压敏胶乳液5～10份，纳米二氧化铈2～10份，改性针状硅灰石5～15份，滑石粉5～15份，有机硅渗透剂1～5份。本发明的防水涂料在成膜时水性压敏胶能够填补水分子挥发后形成的空隙，与丙烯酸乳液共同形成高致密、高弹性的涂膜；同时纳米二氧化铈能够提高涂料的抗老化性，改性针状硅灰石能够提高涂料的厚涂抗开裂性，滑石粉的片状结构能够提高涂料的抗水性能、张力强度和剪切强度，有机硅渗透剂能够提高涂料的附着能力。本发明的防水涂料中各组分协同作用从而有效提高了涂料的性能。

Description

一种防水涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种防水涂料。
背景技术
单组分丙烯酸防水涂料是以聚合物丙烯酸乳液为主要原料，加入其他添加剂而制得的单组分水乳型防水涂料。单组分丙烯酸防水涂料因其能液态施工、室温固化、操作方便，粘结力强、抗拉强度高、无毒、无味等优点而被广泛应用于建筑业。单组分丙烯酸防水涂料在成膜过程中会由于水分的挥发而在涂层中形成空隙，空隙的存在使得涂层的致密性较差，导致空气以及水分进入涂料内部，对涂料结构造成破坏，容易脱落；同时由于涂层的致密性较差，在冷热交替过程中涂层由于膨胀收缩易开裂。因此现有的单组分丙烯酸防水涂料存在耐候性较差、易开裂、附着能力差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水涂料，以解决现有的单组分丙烯酸防水涂料存在的耐候性差的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种防水涂料，包括水以及以下重量份的组分：丙烯酸乳液40～60份，水性压敏胶乳液5～10份，纳米二氧化铈2～10份，改性针状硅灰石5～15份，滑石粉5～15份，有机硅渗透剂1～5份。
本发明的防水涂料，在成膜时水性压敏胶能够填补水分子挥发后形成的空隙，与丙烯酸乳液共同形成高致密、高弹性的涂膜，有效提高了涂料的耐候性；同时在成膜体系中采用纳米二氧化铈提高涂料的抗老化性，进一步提高了涂料的耐候性。同时采用改性针状硅灰石提高涂料的厚涂抗开裂性，利用滑石粉的片状结构提高涂料的抗水性能、张力强度和剪切强度，采用有机硅渗透剂提高涂料的附着能力。本发明的防水涂料中各组分协同作用，使得防水涂料具有附着力强、抗开裂且耐温耐候性能好的优点。
本发明的防水涂料中，所用水性压敏胶乳液为不干胶，具有大的剪切强度，当环境温度较低时收缩力使得水性压敏胶乳液中的压敏胶有效成分填充的空隙减小，保证了此时涂膜仍处于正常状态，其性能不致有太大变化，这对于防水涂料具有很重要的作用。当环境温度较高时，涂膜处于拉伸状态，此时压敏胶有效成分的高粘弹性使得涂膜的拉伸范围更大，能有效避免涂膜开裂；但对于已开裂的缝隙，压敏胶有效成分的回弹力在很大程度上能使裂缝自愈合，这大大提升了涂料的抗开裂性能及自愈合能力。当本发明的防水涂料在建筑中使用时，水性压敏胶乳液的添加可使涂料在潮湿基面施工，能与基面及水泥砂浆等各类材料牢固粘结，且在各种新旧建筑物防水工程中使用，操作方便，施工简单。优选的，所述水性压敏胶乳液为有机硅压敏胶、丙烯酸压敏胶中的一种或两种。进一步优选的，所述压敏胶乳液为有机硅压敏胶。有机硅压敏胶具有高的粘弹性和良好的耐候性，并且极端温度下的性能稳定性，其耐受的高低温分别为300℃和-75℃。
本发明的防水涂料中纳米二氧化铈、改性针状硅灰石以及滑石粉均作为填料存在，均为粉料，为提高其在涂料体系中的分散性，优选的，所述纳米二氧化铈的粒径为5～35nm，所述改性针状硅灰石的粒径为10～25μm，所述滑石粉的粒径为10～25μm。进一步优选的，所用纳米二氧化铈的粒径为8～15nm，所用改性针状硅灰石的粒径为10～15μm，所用滑石粉的粒径为10～15μm。
本发明的防水涂料中，所用纳米二氧化铈具有丰富的电子跃迁能级，对紫外光吸收有优异的光学敏感性，能显著优化涂料的抗老化性能；同时纳米二氧化铈具有好的储存稳定性以及热稳定性好，能提高涂料的耐高温性能。
本发明的防水涂料中所用改性针状硅灰石即为改性后的针状硅灰石，改性后的针状硅灰石能够较好的分散到涂料体系中，优选的，所述改性硅灰石由高级脂肪酸和/或硅烷偶联剂对针状硅灰石改性得到。进一步优选的，所述高级脂肪酸为硬脂酸，所述硅烷偶联剂为WD-50硅烷、KH-792硅烷中的一种或两种。改性时所用方法为机械力表面化学改性硅灰石改性方法。
针状硅灰石为具有一定长度和直径的纤维状物质，具有良好的补强性，能提高涂料的韧性和耐用性，并且还具有良好的均涂性和抗老化性能，使涂料可以得到更好的机械强度，增加耐久性，增强粘附力。优选的，所述针状硅灰石的长径比为(10～20)：1。进一步优选的，所述针状硅灰石的长径比为(15～20):1。
改性硅灰石的长径比为(5～12.5):1，长度与滑石粉粒径相当，由于滑石粉是片层结构，针状硅灰石可在其不搭结的片层之间起到连接作用，当受到外力作用时，不致出现开裂。
本发明的防水涂料中，所用滑石粉具有提高涂料的抗水性能、张力强度和剪切强度的作用。其抗水性能是由于片状粒子延伸了湿气通过涂膜的途径，滑石粉的片层结构能有效增大涂料的张力强度和剪切强度，同时与改性针状硅灰石协同，使得涂料的抗开裂性能明显增强。
本发明的防水涂料中，所用有机硅渗透剂为建筑常用的硅烷浸渍剂。优选的，所用有机硅渗透剂为有机硅烷和/或有机硅氧烷。有机硅渗透剂自身黏度小，涂料在建筑表面使用时有机硅渗透剂在混凝土表面毛细孔作用下能渗透到混凝土内部一定深度，并且与水泥基材料表面接触时硅氧基或者硅基水解形成不稳定的硅醇中间体，这种硅醇能发生分子间的聚合反应，同时硅醇中的羟基可以跟基体材料发生不可逆化学反应，进而能有效提升涂料的附着能力。
进一步优选的，所述有机硅渗透剂为异辛基硅烷、异丁基硅氧烷、正辛基硅氧烷、异辛基三乙氧基硅氧烷中的一种或几种。硅氧烷主链上较多的小烷基数目有助于提升有机硅渗透剂的耐老化性能；硅烷的较大烷基则有利于有机硅渗透剂的初期耐老化性能，硅烷以及硅氧烷分子在混凝土基面形成的Si-O键能较高，抗紫外光辐照性能好，因而进一步提升了涂料的抗老化性。
本发明的防水涂料中水作为溶解介质，使得其他的原料能够以一种液态的、稳定的、均匀的状态保存及施工，优选的，每100重量份的防水涂料中水为8.5～16重量份。
为进一步提高涂料的性能，本发明的防水涂料中包括0.5～2重量份的涂料助剂。
所用涂料助剂为现有技术中涂料常用的助剂，优选由分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂中的一种或多种组成。其中分散剂能够提高和改善固体或液体物料的分散性能；润湿剂有利于改善涂料的表面张力和渗透性；消泡剂中的活性组分可以通过干扰和破坏气泡的稳定效应来达到消泡的目的；流平剂能有效降低涂料的表面张力，提高其流平性和均匀性；增稠剂可以改善和增加涂料的粘稠度。
进一步优选的，所述涂料助剂由分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂按(3～8)：(2～5)：(2～5)：(2～5)：(2～5)的质量比组成。
分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂以及增稠剂所用具体物质均为现有技术中常用的原料物质。优选的，所用分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂；所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型；所述消泡剂为磷酸三丁酯消泡剂；所述流平剂为聚醚改性聚二甲氧基硅烷；所述增稠剂为非离子型缔合增稠剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中所用丙烯酸乳液为市售产品，购自东联北方科技有限公司，型号为BA-2105。
所用水性压敏胶乳液为市售产品，购自湖北新四海化工股份有限公司，型号为SH-916。
纳米二氧化铈是市售产品，购自苏州优锆纳米材料有限公司，型号为UG-Ce01，粒径大小为5～35nm。
纳米针状硅灰石粉是市售产品，购自江西广源化工有限责任公司，型号为GY-4000，长径比为(10～20)∶1。
滑石粉是市售产品，购自佛山市标瑞化工有限公司，类型为涂料级滑石粉，粒径大小为10～25μm。
有机硅渗透剂是市售产品，购自江苏沃家新材料科技有限公司，型号为OMELONOS308。
聚羧酸钠盐型分散剂，购自润宏化工有限公司，型号为5027。
烷基酚聚氧乙烯醚型润湿剂，购自广州恒宇化工有限公司，型号为PE100。
磷酸三丁酯消泡剂，购自惠州市金丰新材料有限公司，型号为DL-1157。
流平剂聚醚改性聚二甲基硅氧烷，购自东莞市易立安化工科技有限公司，型号为EL-2503。
非离子型缔合增稠剂，购自广东南辉新材料有限公司，型号为N-5072。
以下实施例中所用改性纳米针状硅灰石采用以下方法制得：在100g针状硅灰石粉体中加入0.75g的KH-792硅烷(或WD-50硅烷或硬脂酸)，混匀后经超音速气流磨粉碎活化。硅灰石、硬脂酸在超音速气流粉碎腔中，受来自不用方向喷嘴所产生的高压高速气流的作用，硅灰石沿结合力较弱的解理裂开，由于键的断裂，新鲜表面出现离子键或反应活性点。同样，硬脂酸沿羧基断开，形成羧酸根离子和氢离子。由于硅灰石、硬脂酸同时置于气流磨粉碎腔内，其新鲜表面自由基彼此间产生机械力化学反应或机械力化学吸附，超细粉碎和表面改性同时完成。此时改性后的硅灰石的长径比为(5～12.5)：1。
实施例1
本实施例的防水涂料由以下重量份的组分组成：丙烯酸乳液40份，水性压敏胶乳液5份，纳米二氧化铈(平均粒径为5nm)2份，改性纳米针状硅灰石粉15份(平均粒径为10μm，平均长径比为5：1，改性剂为硬脂酸)，滑石粉(平均粒径为10μm)15份，异辛基硅烷5份，水16份，助剂2份。按照涂料的常规制备方法制备该防水涂料。
助剂中分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型，消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，增稠剂为非离子型缔合增稠剂，其质量比为8∶5∶5∶5∶5。
实施例2
本实施例的防水涂料由以下重量份的组分组成：丙烯酸乳液50份，水性压敏胶乳液7份，纳米二氧化铈5份(平均粒径为8nm)，改性纳米针状硅灰石粉10份(平均粒径为15μm，平均长径比为8∶1，改性剂为WD-50硅烷)，滑石粉(平均粒径为12μm)10份，异辛基硅烷3份，水13.5份，助剂1.5份。按照涂料的常规制备方法制备该防水涂料。
助剂中分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型，消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，增稠剂为非离子型缔合增稠剂，其质量比为6∶3∶3∶3∶3。
实施例3
本实施例的防水涂料由以下重量份的组分组成：丙烯酸乳液55份，水性压敏胶乳液8份，纳米二氧化铈8份(平均粒径为15nm)，改性纳米针状硅灰石粉8份(平均粒径为20μm，平均长径比为10∶1，改性剂为WD-50硅烷)，滑石粉(平均粒径为15μm)8份，异辛基硅烷2份，水10份，助剂1份。按照涂料的常规制备方法制备该防水涂料。
助剂中分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型，消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，增稠剂为非离子型缔合增稠剂，其质量比为5∶3∶3∶3∶3。
实施例4
本实施例的防水涂料由以下重量份数的组成组分组成：丙烯酸乳液60份，水性压敏胶乳液10份，纳米二氧化铈10份(平均粒径为35nm)，改性纳米针状硅灰石粉5份(平均粒径为25μm，平均长径比为12.5∶1，改性剂为KH-792硅烷)，滑石粉(粒径为25μm)5份，异辛基硅烷1份，水8.5份，助剂0.5份。将各组分混合均匀即得该防水涂料。
助剂中分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型，消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，增稠剂为非离子型缔合增稠剂，其质量比为3∶2∶2∶2∶2。
对比例1
本对比例的防水涂料与实施例2的区别在于不含水性压敏胶，所用水份重量份为20.5份，为其余均相同。
对比例2
本对比例的防水涂料由以下重量份的组分组成：丙烯酸乳液40份，重钙45份，水13份，助剂2份。
助剂中分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚型，消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，增稠剂为非离子型缔合增稠剂，其质量比为6∶3∶3∶3∶3。
试验例
分别对实施例1～4以及对比例中涂料依据GB/T 9286-1998《色漆和清漆划格试验》标准对涂料附着力进行测试；依据JG/T 25-2017《建筑涂料涂层耐温变性试验方法》、GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测试温变循环后的不透水性，高温低温参数分别为100℃和-30℃，依据GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测试断裂延伸率和人工气候老化后的断裂延伸率，以及测试结果如表1所示。
表1涂料的性能测试结果
Figure BDA0002544312060000061
由表1可以看出，本发明的防水涂料的附着力、温变循环后的不透水性及耐老化后的断裂延伸率等性能更佳。

Claims (10)

1.一种防水涂料，其特征在于，包括水以及以下重量份的组分：丙烯酸乳液40～60份，水性压敏胶乳液5～10份，纳米二氧化铈2～10份，改性针状硅灰石5～15份，滑石粉5～15份，有机硅渗透剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，所述水性压敏胶乳液为有机硅压敏胶、丙烯酸压敏胶中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，所述纳米二氧化铈的粒径为5～35nm，所述改性针状硅灰石的粒径为10～25μm，所述滑石粉的粒径为10～25μm。
4.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，所述改性针状硅灰石由高级脂肪酸和/或硅烷偶联剂对针状硅灰石改性得到。
5.根据权利要求4所述的防水涂料，其特征在于，所述高级脂肪酸为硬脂酸，所述硅烷偶联剂为WD-50硅烷、KH-792硅烷中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，所述有机硅渗透剂为异辛基硅烷、异丁基硅氧烷、正辛基硅氧烷、异辛基三乙氧基硅氧烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，每100重量份的防水涂料中水为8.5～16重量份。
8.根据权利要求1～7任一项所述的防水涂料，其特征在于，所述防水涂料中包括0.5～2重量份的涂料助剂。
9.根据权利要求8所述的防水涂料，其特征在于，所述助剂由分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂中的一种或多种组成。
10.根据权利要求9所述的防水涂料，其特征在于，所述助剂由分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和增稠剂按(3～8)：(2～5)：(2～5)：(2～5)：(2～5)的质量比组成。
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