CN113831803A - 一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，该防水涂料由A组分、B组分、C组分和D组分混合凝固而成，其中A组分包括聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇、改性剂、助溶剂和消泡剂，B组分包括硅粉、轻质碳酸钙、滑石粉、引气剂、减水剂和低分子醇，C组分包括三聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂，D组分包括核壳丙烯酸乳液、硫酸铵、碳酸氢钠、缓冲剂、二酸二酰肼、十二烷基硫酸钠和光引发剂；A组分制成树脂基材，B组分制成抗冻助剂，C组分制成防水助剂，D组分制成反应助剂；具有良好的防水性及抗冻性能，保证涂料在冬天不易出现开裂和冻裂脱落的现象，保证了外墙的美观。

Description

一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及为一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料。

背景技术

传统的防水材料主要有防水卷材、防水涂料、密封油膏等柔性防水材料，以及以水泥基材为主，添加药水剂及其它助剂的刚性防水材料。我国大部分防水工程均采用传统防水材料，传统防水材料存在着耐老化性能差、拉伸强度低、对温度敏感等缺点。传统防水涂料用来屋面防水，容易引起老化、干裂、变形、折断、分层等现象，用于室内防水，对于形状复杂的场所，施工困难，而对渗漏现象，质量更难以保证，人们每隔几年就要花费大量的资金和劳动力进行返修，不仅搅乱了人们的正常生活、工作和生产秩序，而且影响整幢建筑物的使用寿命，为了满足各行业对防水涂料的要求，生产高性能，应用广泛的防水涂料很有必要。

基于现有的外墙防水涂料，现有专利技术有CN201410293418.6一种外墙防水涂料，其组分为硅丙乳液、碳化钽、8-羟基喹啉铜、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、四硼酸钾、偏钒酸铵、聚氨基甲酸酯、聚氧化丙烯二醇、羧甲基纤维素钠、N,N-二乙基苯胺、三甲基六亚甲基二胺、钛白粉、轻质碳酸钙、成膜助剂、去离子水以构成，以实现防渗透力强、防水性能显著，耐候性好、耐酸碱性强，具有较好的耐高温能力；但该纳米防水涂料在实现上述功能的同时，也存在如下技术问题：涂料抗冻性能差，涂料在冬天容易出现开裂或者甚至冻裂脱落的现象，影响外墙美观。

发明内容

本发明提供一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其具有良好的防水性及抗冻性能，保证涂料在冬天不易出现开裂和冻裂脱落的现象。

本发明为解决技术问题采用如下技术手段：

本发明提供一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，所述防水涂料由A组分、B组分、C组分和D组分混合凝固而成，其中A组分包括聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇、改性剂、助溶剂和消泡剂，所述 B组分包括硅粉、轻质碳酸钙、滑石粉、引气剂、减水剂和低分子醇，所述C组分包括三聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂，所述D组分包括核壳丙烯酸乳液、硫酸铵、碳酸氢钠、缓冲剂、二酸二酰肼、十二烷基硫酸钠和光引发剂；所述A组分制成树脂基材，所述B组分制成抗冻助剂，所述C组分制成防水助剂，所述D组分制成反应助剂；

所述A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯30-40份、环氧树脂 20-30份、聚乙烯醇15-25份、改性剂8-15份、助溶剂4-8份和消泡剂5-10份；

所述B组分各材料用量分别为：硅粉15-20份、轻质碳酸钙12-18 份、滑石粉14-20份、引气剂5-10份、减水剂5-10份和低分子醇 3-6份；

所述C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠10-20份、纳米氧化锌10-20份、油酸酰胺5-10份、硅酸盐10-15份、硅铝酸钠8-12份、表面活性剂5-8份和成膜助剂5-8份；

所述D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液25-35份、硫酸铵15-20份、碳酸氢钠10-20份、缓冲剂4-8份、二酸二酰肼5-10 份、十二烷基硫酸钠4-8份和光引发剂3-6份。

进一步地，所述助溶剂为苯甲酸钠、水杨酸钠、对氨基苯甲酸中任意一种；所述低分子醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇的任意组合物；所述表面活性剂为吐温-80、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合物。

进一步地，所述助溶剂为苯甲酸钠；所述低分子醇为异丙醇、乙二醇和丙三醇的组合物，且三者的份量比为1:2:1；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。

进一步地，所述消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯40-60份、气相二氧化硅30-40份、硬脂酸矿物油5-10份、聚醚3-5份和纯净水50-80 份；所述成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液20-40份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20-40份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液10-20份和醋酸乙烯5-10份；所述光引发剂包括马来酸酐5-8份、柠檬酸1-3份、异丙基硫杂蒽酮4-6份以及α-羟烷基苯酮6-10份。

进一步地，所述消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯60份、气相二氧化硅30份、硬脂酸矿物油5份、聚醚5份和纯净水50份；所述成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液30份、醋酸乙烯-乙烯共聚物30份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液20份和醋酸乙烯10份；所述光引发剂包括马来酸酐8份、柠檬酸2份、异丙基硫杂蒽酮5份以及α-羟烷基苯酮8份。

进一步地，所述A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯40份、环氧树脂20份、聚乙烯醇25份、改性剂15份、助溶剂4份和消泡剂5份；所述B组分各材料用量分别为：硅粉20份、轻质碳酸钙12 份、滑石粉20份、引气剂10份、减水剂5份和低分子醇6份；所述 C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠20份、纳米氧化锌10份、油酸酰胺5份、硅酸盐10份、硅铝酸钠12份、表面活性剂8份和成膜助剂5份；所述D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液35份、硫酸铵15份、碳酸氢钠20份、缓冲剂4份、二酸二酰肼10份、十二烷基硫酸钠8份和光引发剂6份。

进一步地，如上所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

步骤1，所述聚丙烯酸酯、环氧树脂和聚乙烯醇加入到反应釜中，待全部融化后，加入助溶剂和二分之一份量的消泡剂，使其温度冷却到55℃左右，持续搅拌，保温搅拌30min然后慢慢添加改性剂，调节其pH，当pH为2左右时，停止加改性剂，随后使温度升至60℃左右，保温搅拌反应60min，得到树脂基材；

步骤2，所述硅粉、轻质碳酸钙以及滑石粉加入反应釜中，并随之加入低分子醇，在75℃下反应2h，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌15min，然后缓慢加入引气剂、减水剂后在40℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至85℃反应10min，再经离心、超声处理得到抗冻助剂；

步骤3，所述聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂加入反应釜中，在400r/min的转速下搅拌15min，再利用水浴加热40min，水浴加热温度在80℃，水浴之后过滤掉残渣，取滤液，得到防水助剂；

步骤4，所述核壳丙烯酸乳液加入反应釜中，随之加入硫酸铵反应，反应后再加入碳酸氢钠，并通入氮气，在氮气保护下，60℃搅拌反应40min后，得初混乳液；在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入水、十二烷基硫酸钠、缓冲剂和20％的初混乳液，将水浴锅升温至85℃，加入部分过硫酸铵，温度升至90℃，反应20min 后，开始添加剩余初混乳液和光引发剂，2h内添加完；保温2h后降至室温，用AMP-95中和至pH至7左右，加入己二酸二酰肼和剩余消泡剂，用200目滤袋过滤出料，完然后保温存放，得到反应助剂；

步骤5，所述树脂基材、抗冻助剂、防水助剂以及反应助剂依次加入到反应釜中，加热到110℃并搅拌30min，在95℃下保温1h，冷却至室温后形成浆料，将浆料取出研磨，最后装桶得到具有优良抗冻性的纳米防水涂料。

本发明提供了具有优良抗冻性的纳米防水涂料，具有以下有益效果：

本发明提供一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，该防水涂料由 A组分、B组分、C组分和D组分混合凝固而成，其中A组分包括聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇、改性剂、助溶剂和消泡剂，B组分包括硅粉、轻质碳酸钙、滑石粉、引气剂、减水剂和低分子醇，C组分包括三聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂，D组分包括核壳丙烯酸乳液、硫酸铵、碳酸氢钠、缓冲剂、二酸二酰肼、十二烷基硫酸钠和光引发剂；A组分制成树脂基材，B组分制成抗冻助剂，C组分制成防水助剂，D组分制成反应助剂；上述树脂基材、抗冻助剂、防水助剂以及反应助剂高速混合后制成防水涂料，其具有良好的防水性及抗冻性能，保证涂料在冬天不易出现开裂和冻裂脱落的现象，保证了外墙的美观。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明的实施例，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，防水涂料由 A组分、B组分、C组分和D组分混合凝固而成，其中A组分包括聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇、改性剂、助溶剂和消泡剂，B组分包括硅粉、轻质碳酸钙、滑石粉、引气剂、减水剂和低分子醇，C组分包括三聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂，D组分包括核壳丙烯酸乳液、硫酸铵、碳酸氢钠、缓冲剂、二酸二酰肼、十二烷基硫酸钠和光引发剂；A组分制成树脂基材，B组分制成抗冻助剂，C组分制成防水助剂，D组分制成反应助剂；

A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯30-40份、环氧树脂20-30 份、聚乙烯醇15-25份、改性剂8-15份、助溶剂4-8份和消泡剂5-10 份；

B组分各材料用量分别为：硅粉15-20份、轻质碳酸钙12-18份、滑石粉14-20份、引气剂5-10份、减水剂5-10份和低分子醇3-6份；

C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠10-20份、纳米氧化锌 10-20份、油酸酰胺5-10份、硅酸盐10-15份、硅铝酸钠8-12份、表面活性剂5-8份和成膜助剂5-8份；

D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液25-35份、硫酸铵 15-20份、碳酸氢钠10-20份、缓冲剂4-8份、二酸二酰肼5-10份、十二烷基硫酸钠4-8份和光引发剂3-6份。

在一个实施例中，助溶剂为苯甲酸钠、水杨酸钠、对氨基苯甲酸中任意一种；低分子醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇的任意组合物；表面活性剂为吐温-80、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合物。

具体为，助溶剂为苯甲酸钠；低分子醇为异丙醇、乙二醇和丙三醇的组合物，且三者的份量比为1:2:1；表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。

在一个实施例中，消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯40-60份、气相二氧化硅30-40份、硬脂酸矿物油5-10份、聚醚3-5份和纯净水50-80 份；成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液20-40份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20-40份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液10-20份和醋酸乙烯5-10份；光引发剂包括马来酸酐5-8份、柠檬酸1-3份、异丙基硫杂蒽酮 4-6份以及α-羟烷基苯酮6-10份。

具体为，消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯60份、气相二氧化硅30 份、硬脂酸矿物油5份、聚醚5份和纯净水50份；成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液30份、醋酸乙烯-乙烯共聚物30份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液20份和醋酸乙烯10份；光引发剂包括马来酸酐8份、柠檬酸2份、异丙基硫杂蒽酮5份以及α-羟烷基苯酮8份。

在一个实施例中，A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯40份、环氧树脂20份、聚乙烯醇25份、改性剂15份、助溶剂4份和消泡剂5份；B组分各材料用量分别为：硅粉20份、轻质碳酸钙12份、滑石粉20份、引气剂10份、减水剂5份和低分子醇6份；C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠20份、纳米氧化锌10份、油酸酰胺5 份、硅酸盐10份、硅铝酸钠12份、表面活性剂8份和成膜助剂5份； D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液35份、硫酸铵15份、碳酸氢钠20份、缓冲剂4份、二酸二酰肼10份、十二烷基硫酸钠8份和光引发剂6份。

在一个实施例中，本发明还提供了一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料的制作方法，制作方法包括以下步骤：

步骤1，聚丙烯酸酯、环氧树脂和聚乙烯醇加入到反应釜中，待全部融化后，加入助溶剂和二分之一份量的消泡剂，使其温度冷却到 55℃左右，持续搅拌，保温搅拌30min然后慢慢添加改性剂，调节其 pH，当pH为2左右时，停止加改性剂，随后使温度升至60℃左右，保温搅拌反应60min，得到树脂基材；

步骤2，硅粉、轻质碳酸钙以及滑石粉加入反应釜中，并随之加入低分子醇，在75℃下反应2h，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌 15min，然后缓慢加入引气剂、减水剂后在40℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至85℃反应10min，再经离心、超声处理得到抗冻助剂；

步骤3，聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂加入反应釜中，在400r/min的转速下搅拌 15min，再利用水浴加热40min，水浴加热温度在80℃，水浴之后过滤掉残渣，取滤液，得到防水助剂；

步骤4，核壳丙烯酸乳液加入反应釜中，随之加入硫酸铵反应，反应后再加入碳酸氢钠，并通入氮气，在氮气保护下，60℃搅拌反应 40min后，得初混乳液；在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入水、十二烷基硫酸钠、缓冲剂和20％的初混乳液，将水浴锅升温至85℃，加入部分过硫酸铵，温度升至90℃，反应20min后，开始添加剩余初混乳液和光引发剂，2h内添加完；保温2h后降至室温，用AMP-95中和至pH至7左右，加入己二酸二酰肼和剩余消泡剂，用200目滤袋过滤出料，完然后保温存放，得到反应助剂；

步骤5，树脂基材、抗冻助剂、防水助剂以及反应助剂依次加入到反应釜中，加热到110℃并搅拌30min，在95℃下保温1h，冷却至室温后形成浆料，将浆料取出研磨，最后装桶得到具有优良抗冻性的纳米防水涂料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于，所述防水涂料由A组分、B组分、C组分和D组分混合凝固而成，其中A组分包括聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚乙烯醇、改性剂、助溶剂和消泡剂，所述B组分包括硅粉、轻质碳酸钙、滑石粉、引气剂、减水剂和低分子醇，所述C组分包括三聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂，所述D组分包括核壳丙烯酸乳液、硫酸铵、碳酸氢钠、缓冲剂、二酸二酰肼、十二烷基硫酸钠和光引发剂；所述A组分制成树脂基材，所述B组分制成抗冻助剂，所述C组分制成防水助剂，所述D组分制成反应助剂；

所述A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯30-40份、环氧树脂20-30份、聚乙烯醇15-25份、改性剂8-15份、助溶剂4-8份和消泡剂5-10份；

所述B组分各材料用量分别为：硅粉15-20份、轻质碳酸钙12-18份、滑石粉14-20份、引气剂5-10份、减水剂5-10份和低分子醇3-6份；

所述C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠10-20份、纳米氧化锌10-20份、油酸酰胺5-10份、硅酸盐10-15份、硅铝酸钠8-12份、表面活性剂5-8份和成膜助剂5-8份；

所述D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液25-35份、硫酸铵15-20份、碳酸氢钠10-20份、缓冲剂4-8份、二酸二酰肼5-10份、十二烷基硫酸钠4-8份和光引发剂3-6份。

2.根据权利要求1所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于：所述助溶剂为苯甲酸钠、水杨酸钠、对氨基苯甲酸中任意一种；所述低分子醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇的任意组合物；所述表面活性剂为吐温-80、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合物。

3.根据权利要求2所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于：所述助溶剂为苯甲酸钠；所述低分子醇为异丙醇、乙二醇和丙三醇的组合物，且三者的份量比为1:2:1；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于：所述消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯40-60份、气相二氧化硅30-40份、硬脂酸矿物油5-10份、聚醚3-5份和纯净水50-80份；所述成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液20-40份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20-40份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液10-20份和醋酸乙烯5-10份；所述光引发剂包括马来酸酐5-8份、柠檬酸1-3份、异丙基硫杂蒽酮4-6份以及α-羟烷基苯酮6-10份。

5.根据权利要求4所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于：所述消泡剂包括二甲基磷酸三丁酯60份、气相二氧化硅30份、硬脂酸矿物油5份、聚醚5份和纯净水50份；所述成膜助剂包括聚醋酸乙烯酯乳液30份、醋酸乙烯-乙烯共聚物30份、醋酸乙烯-丙烯酸共聚乳液20份和醋酸乙烯10份；所述光引发剂包括马来酸酐8份、柠檬酸2份、异丙基硫杂蒽酮5份以及α-羟烷基苯酮8份。

6.根据权利要求1所述的一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料，其特征在于：所述A组分各材料用量分别为：聚丙烯酸酯40份、环氧树脂20份、聚乙烯醇25份、改性剂15份、助溶剂4份和消泡剂5份；所述B组分各材料用量分别为：硅粉20份、轻质碳酸钙12份、滑石粉20份、引气剂10份、减水剂5份和低分子醇6份；所述C组分各材料用量分别为：三聚磷酸钠20份、纳米氧化锌10份、油酸酰胺5份、硅酸盐10份、硅铝酸钠12份、表面活性剂8份和成膜助剂5份；所述D组分各材料用量分别为：核壳丙烯酸乳液35份、硫酸铵15份、碳酸氢钠20份、缓冲剂4份、二酸二酰肼10份、十二烷基硫酸钠8份和光引发剂6份。

7.一种具有优良抗冻性的纳米防水涂料的制作方法，其特征在于，对权利要求1-6任意一项所述的具有优良抗冻性的纳米防水涂料进行加工制作，以制成具有优良抗冻性的纳米防水涂料，所述制作方法包括以下步骤：

步骤1，所述聚丙烯酸酯、环氧树脂和聚乙烯醇加入到反应釜中，待全部融化后，加入助溶剂和二分之一份量的消泡剂，使其温度冷却到55℃左右，持续搅拌，保温搅拌30min然后慢慢添加改性剂，调节其pH，当pH为2左右时，停止加改性剂，随后使温度升至60℃左右，保温搅拌反应60min，得到树脂基材；

步骤2，所述硅粉、轻质碳酸钙以及滑石粉加入反应釜中，并随之加入低分子醇，在75℃下反应2h，待冷却至室温后在冰水浴中搅拌15min，然后缓慢加入引气剂、减水剂后在40℃的水浴中反应1h，再加入一定含量的蒸馏水并升温至85℃反应10min，再经离心、超声处理得到抗冻助剂；

步骤3，所述聚磷酸钠、纳米氧化锌、油酸酰胺、硅酸盐、硅铝酸钠、表面活性剂和成膜助剂加入反应釜中，在400r/min的转速下搅拌15min，再利用水浴加热40min，水浴加热温度在80℃，水浴之后过滤掉残渣，取滤液，得到防水助剂；

步骤4，所述核壳丙烯酸乳液加入反应釜中，随之加入硫酸铵反应，反应后再加入碳酸氢钠，并通入氮气，在氮气保护下，60℃搅拌反应40min后，得初混乳液；在装有搅拌器、温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入水、十二烷基硫酸钠、缓冲剂和20％的初混乳液，将水浴锅升温至85℃，加入部分过硫酸铵，温度升至90℃，反应20min后，开始添加剩余初混乳液和光引发剂，2h内添加完；保温2h后降至室温，用AMP-95中和至pH至7左右，加入己二酸二酰肼和剩余消泡剂，用200目滤袋过滤出料，完然后保温存放，得到反应助剂；

步骤5，所述树脂基材、抗冻助剂、防水助剂以及反应助剂依次加入到反应釜中，加热到110℃并搅拌30min，在95℃下保温1h，冷却至室温后形成浆料，将浆料取出研磨，最后装桶得到具有优良抗冻性的纳米防水涂料。