CN112194982B - 一种防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑涂料领域，具体公开了一种防水涂料及其制备方法，所述防水涂料由以下重量份的原料制成：水30‑40份；有机硅乳液20‑25份；丁苯乳液10‑15份；硅丙乳液4‑8份；丙二醇0.2‑0.4份；海泡石粉6‑10份；膨润土1‑2份；硅藻土2‑4份；润湿剂0.4‑0.6份；防腐剂0.1‑0.2份；分散剂0.2‑0.4份；增稠剂0.1‑0.2份；成膜助剂1.8‑2.5份；pH调节剂0.1‑0.2份；交联剂0.5‑0.8份；纳米二氧化钛8‑10份；活性炭6‑8份；沸石2‑4份。本申请的涂料形成的涂膜具有防水透气的效果，既可以防止水分子进入涂膜，同时还可以使气体进入涂膜内，从而起到净化空气的作用。
Description
技术领域
本申请涉及建筑涂料的领域，更具体地说，它涉及一种防水涂料及其制备方法。
背景技术
建筑的渗漏问题是影响建筑物结构耐久性和使用寿命的关键因素，会给人们带来人身安全危害、财产损失和生活不便。建筑防水工程的优劣，直接影响建筑物和构筑物的正常使用和寿命，而防水材料又是影响防水工程的重要因素。防水涂料是指涂料形成的涂膜能够防止雨水或地下水渗漏的一种涂料，防水涂料可按涂料状态和形式分为：乳液型、溶剂型、反应型和改性沥青。
相关技术中公开了一种吸附异味墙面涂料，以重量份计，它包括：成膜物质35％-50％，吸附填料15％-40％，钛白粉5％-15％，散剂3％-5％，消泡剂3％-5％。所述吸附填料，采用硅藻土、活性炭、珍珠岩中的两种或三种。
针对上述中的相关技术，由于活性炭和硅藻土不仅能吸附臭气，同时也会吸附水分或水汽，发明人认为吸附的水分或水汽会降低涂料的防水性。
发明内容
为了提高涂料的防水性，本申请提供一种防水涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种防水涂料，采用如下的技术方案：
一种防水涂料，所述防水涂料由以下重量份的原料制成：
水30-40份；
有机硅乳液20-25份；
丁苯乳液10-15份；
硅丙乳液4-8份；
丙二醇0.2-0.4份；
海泡石粉6-10份；
膨润土1-2份；
硅藻土2-4份；
润湿剂0.4-0.6份；
防腐剂0.1-0.2份；
分散剂0.2-0.4份；
增稠剂0.1-0.2份；
成膜助剂1.8-2.5份；
pH调节剂0.1-0.2份；
交联剂0.5-0.8份；
纳米二氧化钛8-10份；
活性炭6-8份；
沸石2-4份。
通过采用上述技术方案，有机硅乳液一种水包油型的硅油、水和表面活性剂等组成的乳液，丁苯乳液是由丁二烯与苯乙烯乳液共聚而得，硅丙乳液是由含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体聚合而成，申请人发现将三种乳液复配使用时，搭配本申请的其他组分，形成的涂膜既可以防止水分子进入涂膜，同时还可以使气体进入涂膜内，从而使得涂膜具有防水透气的效果。润湿剂、分散剂和交联剂复配使用，协同增效，使得涂料形成的涂膜均匀、表面能稳定。沸石的孔径小，对二氧化碳、硫化氢、氨气等小分子具有很强的吸附力，活性炭的孔径大，可以吸附沸石难以吸附的大分子物质。纳米二氧化钛在光照下催化分解沸石和活性炭吸附的有机废气，从而起到净化空气的作用。
优选的，所述润湿剂由单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚组成，所述单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：(3-5)：(1.5-2)。
通过采用上述技术方案，申请人发现，采用上述三种润湿剂复配，协同增效，可以改善涂膜的防水性。
优选的，所述分散剂由2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠组成，所述2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：(0.5-0.8)：(1.2-1.6)。
通过采用上述技术方案，上述三种分散剂复配使用时，可以协同增效，使得涂料的各组分分散均匀，充分反应，得到的涂膜的防水性和透气性更加稳定。
优选的，所述交联剂由过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯组成，所述过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：(2-3)：(1.5-1.8)。
通过采用上述技术方案，上述三种交联剂在涂料中协同增效，起到交联固化作用，能够将有机和无机材料结合在一起，得到的涂膜的力学性能和稳定性大幅提升。
优选的，所述活性炭的孔径大于2nm且小于50nm，所述活性炭的粒径为20-50μm。
通过采用上述技术方案，活性炭的孔径稳定，而且可以有效吸附直径在2-50nm之间的有机物分子。
优选的，所述沸石的孔径大于0.3nm且小于2.0nm，所述沸石的粒径为60-100nm。
通过采用上述技术方案，沸石的粒径大于活性炭的最大孔径，可以避免沸石堵塞活性炭的微孔，沸石的孔径在上述范围时，可以吸附大部分有机小分子。
优选的，所述纳米二氧化钛的粒径为50-60nm。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛的粒径大于活性炭的最大孔径，可以避免纳米二氧化钛堵塞活性炭的微孔，同时，也可以保证纳米二氧化钛的光触媒效果。
第二方面，本申请提供一种防水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将有机硅乳液、丁苯乳液、硅丙乳液混合搅拌均匀，得到第一混合物；
步骤二：将水、丙二醇、海泡石粉、膨润土、硅藻土、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂、pH调节剂、交联剂混合搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤三：将纳米二氧化钛、活性炭、沸石搅拌混合均匀，得到第三混合物；
步骤四：将第二混合物加入第一混合物中，搅拌均匀，再加入第三混合物，搅拌均匀，得到防水涂料。
通过采用上述技术方案，将三种乳液复配使用时，搭配本申请的其他组分，形成的涂膜既可以防止水分子进入涂膜，同时还可以使气体进入涂膜内，从而使得涂膜具有防水透气的效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用有机硅乳液、丁苯乳液、硅丙乳液三种乳液复配使用时，搭配本申请的其他组分，形成的涂膜既可以防止水分子进入涂膜，同时还可以使气体进入涂膜内，从而使得涂膜具有防水透气的效果。
2、本申请中优选采用沸石、活性炭和纳米二氧化钛，沸石对二氧化碳、硫化氢、氨气等小分子具有很强的吸附力，活性炭可以吸附沸石难以吸附的大分子物质。纳米二氧化钛在光照下催化分解沸石和活性炭吸附的有机废气，从而起到净化空气的作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
实施例1
一种防水涂料，防水涂料由表1所示的原料制成，原料的重量单位是kg，其中，润湿剂由单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚组成，单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：2：1.5；分散剂由2-氨基-2-甲基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠组成，2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：1：1.2；交联剂由过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯组成，过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：1：1.5。
活性炭的平均孔径为60nm，活性炭的粒径范围为60-80μm，沸石的平均孔径为3nm，沸石的粒径范围为40-50nm，纳米二氧化钛的粒径范围为30-40nm。
有机硅乳液是购自德国瓦克的MPF 52E，丁苯乳液是购自广州市凯聚化工有限公司的丁苯乳液BS-450；增稠剂是羟乙基纤维素，成膜助剂是醇酯十二；pH调节剂为AMP-95，化学名称是2-氨基-2-甲基-1-丙醇；防腐剂是卡松。辛基酚聚氧乙烯醚是上海凯必特化工有限公司的OP-40。
防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将有机硅乳液、丁苯乳液、硅丙乳液混合搅拌均匀，转速300rpm，时间10min，得到第一混合物；
步骤二：将水、丙二醇、海泡石粉、膨润土、硅藻土、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂、pH调节剂、交联剂混合搅拌均匀，转速200rpm，时间15min，得到第二混合物；
步骤三：将纳米二氧化钛、活性炭、沸石搅拌混合均匀，转速100rpm，时间8min，得到第三混合物；
步骤四：将第二混合物加入第一混合物中，搅拌均匀，转速200rpm，时间5min，再加入第三混合物，搅拌均匀，转速200rpm，时间5min，得到防水涂料。
实施例2-3：一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，防水涂料的原料如表1所示。
表1实施例1-3的防水涂料的原料
实施例4
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：3：1.5。
实施例5
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：5：2。
实施例6
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，润湿剂为0.4kg的单月桂基磷酸酯。
实施例7
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，润湿剂为0.4kg的大豆卵磷脂。
实施例8
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，润湿剂为0.4kg的辛基酚聚氧乙烯醚。
实施例9
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：2：1.2。
实施例10
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：3：1.8。
实施例11
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，分散剂是0.4kg的2-氨基-2-曱基-l-丙醇。
实施例12
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，分散剂是0.4kg的乙烯基三乙氧基硅烷。
实施例13
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，分散剂是0.4kg的月桂醇硫酸钠。
实施例14
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：2：1.5。
实施例15
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：3：1.8。
实施例16
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，交联剂是0.5kg的过氧化二异丙苯。
实施例17
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，交联剂是0.5kg的N-羟乙基丙烯酰胺。
实施例18
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，交联剂是0.5kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯。
实施例19
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，活性炭的孔径大于2nm且小于50nm，活性炭的粒径范围为20-50μm。
实施例20
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，沸石的孔径大于0.3nm且小于2.0nm，沸石的粒径范围为60-100nm
实施例21
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，二氧化钛的粒径为50-55nm。
实施例22
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，二氧化钛的粒径为55-60nm。
实施例23
一种防水涂料，防水涂料的原料、重量、制备方法与实施例1相同，与实施例1的不同之处在于，润湿剂由单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚组成，单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：3：1.5；分散剂由2-氨基-2-甲基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠组成，2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：2：1.2；交联剂由过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯组成，过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：2：1.5。
活性炭的孔径大于2nm且小于50nm活性炭的粒径范围为20-50μm，沸石的孔径大于0.3nm且小于2.0nm，沸石的粒径为60-100nm，纳米二氧化钛的粒径范围为50-55nm。
对比例
对比例1
一种吸附异味墙面涂料，以重量份计，由以下组分组成:丙烯酸树脂50kg，硅藻土10kg、活性炭10kg、珍珠岩5kg，钛白粉15kg，分散剂AMS-5040 5kg，消泡剂5kg，消泡剂是北京麦尔化工科技有限公司的HY-62。按配方将上述原料称重后投入搅拌机，搅拌均匀后经过滤，出料即为涂料。
对比例2
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，将丁苯乳液和硅丙乳液替换为等重量的有机硅乳液。
对比例3
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，将有机硅乳液和硅丙乳液为等重量的丁苯乳液。
对比例4
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，将有机硅乳液和丁苯乳液替换为等重量的硅丙乳液。
对比例5
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，未加入分散剂和交联剂。
对比例6
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，未加入润湿剂和交联剂。
对比例7
一种防水涂料，与实施例1的不同之处在于，未加入润湿剂和分散剂。
性能检测试验
检测方法
(1)透水性检测：按照JC/T864-2008聚合物乳液建筑防水涂料对实施例1-23和对比例1-7中的防水涂料进行不透水性试验。
(2)透气性检测：按照JC/T309-2011外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级对实施例1-23和对比例1-7中的防水涂料进行水蒸气透过率试验，本申请的涂层属于自支撑涂层，控制干膜厚度为150μm。
(3)吸附检测：a.分别将实施例1-23和对比例1-7中的防水涂料喷涂于20cm*20cm的石膏板上，重复6次，防水涂料固化后，将喷涂有同一种防水涂料的6块石膏板拼装密封得到测试箱，在其中一块石膏板上开设进气孔，向每个测试箱内注入硫化氢气体，直至硫化氢浓度达到20毫克/立方米，停止进气，封闭进气孔，在室内放置72h后，检测测试箱内的硫化氢气体浓度，计算硫化氢吸附率；b.重复a中的测试，将硫化氢气体替换为吲哚。
表2测试结果
结合实施例1-23和对比例1-7并结合表2可以看出，实施例1-23中的涂料形成的涂膜均不透水，而对比例1-7均透水，说明本申请的防水涂料具有较好的防水性，而且仅采用一种乳液并不能实现防水，说明有机硅乳液、丁苯乳液、硅丙乳液三种乳液复配使用时，搭配本申请的其他组分，才具有防水效果；仅采用润湿剂或分散剂或交联剂时，涂膜也不具有防水效果，说明润湿剂、分散剂和交联剂需要配合使用，才可以使涂膜具有防水效果。
实施例6-8使用任意一种润湿剂时，水蒸汽透过率均小于实施例1，且小于实施例4-5，说明三种润湿剂的配比会影响水蒸汽透过率，而且三种润湿剂具有协同增效的效果；实施例11-13使用任意一种分散剂时，水蒸汽透过率小于实施例1且小于实施例9-10，说明三种分散剂的配比会影响水蒸汽透过率，而且三种分散剂具有协同增效的效果；实施例16-18使用任意一种交联剂时，水蒸汽透过率均小于实施例1，且小于实施例14-15，说明三种交联剂的配比会影响水蒸汽透过率，而且三种交联剂具有协同增效的效果。
实施例19中活性炭的粒径和孔径在本申请的范围内时，水蒸汽透过率没有明显变化，实施例20中沸石的粒径和孔径在本申请的范围内时，水蒸汽透过率没有明显变化，实施例21-22中纳米二氧化钛的粒径在本申请的范围内时，水蒸汽透过率没有明显变化，说明活性炭的粒径和孔径、沸石的粒径和孔径、纳米二氧化钛的粒径对水蒸汽透过率影响不大。
实施例1-3对硫化氢和吲哚的吸附率达到89-90％，说明本申请的涂料形成的涂膜对硫化氢和吲哚具有较高的吸附率，实施例6-8使用任意一种润湿剂时，两种气体的吸附率均小于实施例1，且小于实施例4-5，说明三种润湿剂的配比会影响两种气体的吸附率，而且三种润湿剂具有协同增效的效果；实施例11-13使用任意一种分散剂时，两种气体的吸附率小于实施例1且小于实施例9-10，说明三种分散剂的配比会影响两种气体的吸附率，而且三种分散剂具有协同增效的效果；实施例16-18使用任意一种交联剂时，两种气体的吸附率均小于实施例1，且小于实施例14-15，说明三种交联剂的配比会影响两种气体的吸附率，而且三种交联剂具有协同增效的效果。
实施例19中活性炭的粒径和孔径在本申请的范围内时，两种气体的吸附率略有升高，实施例20中沸石的粒径和孔径在本申请的范围内时，两种气体的吸附率升高，实施例21-22中纳米二氧化钛的粒径在本申请的范围内时，两种气体的吸附率没有明显变化，说明活性炭的粒径和孔径对硫化氢和吲哚的吸附率具有一定的影响，沸石的粒径和孔径的粒径对硫化氢和吲哚的吸附率具有一定的影响，当沸石的粒径大于等于活性炭的孔径时，可以提高对硫化氢和吲哚的吸附率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (2)
1.一种防水涂料，其特征在于，所述防水涂料由以下重量份的原料制成：
水30-40份；
有机硅乳液20-25份；
丁苯乳液10-15份；
硅丙乳液4-8份；
丙二醇0.2-0.4份；
海泡石粉6-10份；
膨润土1-2份；
硅藻土2-4份；
润湿剂0.4-0.6份；
防腐剂0.1-0.2份；
分散剂0.2-0.4份；
增稠剂0.1-0.2份；
成膜助剂1.8-2.5份；
pH调节剂0.1-0.2份；
交联剂0.5-0.8份；
纳米二氧化钛8-10份；
活性炭6-8份；
沸石2-4份；
所述润湿剂由单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚组成，所述单月桂基磷酸酯、大豆卵磷脂、辛基酚聚氧乙烯醚的重量份数比为1：（3-5）：（1.5-2）；
所述分散剂由2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠组成，所述2-氨基-2-曱基-l-丙醇、乙烯基三乙氧基硅烷、月桂醇硫酸钠的重量份数比为1：（0.5-0.8）：（1.2-1.6）；
所述交联剂由过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯组成，所述过氧化二异丙苯、N-羟乙基丙烯酰胺、1,4-丁二醇二丙烯酸酯的重量份数比为1：（2-3）：（1.5-1.8）；
所述活性炭的孔径大于2nm且小于50nm，所述活性炭的粒径为20-50μm；
所述沸石的孔径大于0.3nm且小于2.0nm，所述沸石的粒径为60-100nm。
所述纳米二氧化钛的粒径为50-60nm。
2.权利要求1所述的防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将有机硅乳液、丁苯乳液、硅丙乳液混合搅拌均匀，得到第一混合物；
步骤二：将水、丙二醇、海泡石粉、膨润土、硅藻土、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂、pH调节剂、交联剂混合搅拌均匀，得到第二混合物；
步骤三：将纳米二氧化钛、活性炭、沸石搅拌混合均匀，得到第三混合物；
步骤四：将第二混合物加入第一混合物中，搅拌均匀，再加入第三混合物，搅拌均匀，得到防水涂料。
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