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CN111019453A - 一种环保防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种环保防水涂料及其制备方法 Download PDF

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CN111019453A CN201911054013.6A CN201911054013A CN111019453A CN 111019453 A CN111019453 A CN 111019453A CN 201911054013 A CN201911054013 A CN 201911054013A CN 111019453 A CN111019453 A CN 111019453A
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张大文
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Abstract

本发明属于环保涂料技术领域，涉及一种环保防水涂料及其制备方法，环保防水涂料包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂40‑50份，环氧树脂30‑40份，聚醚多元醇20‑30份，聚乙烯醇15‑25份，填料10‑20份，水溶性粘合剂5‑8份，碳纤维4‑6份，助剂3‑8份，纳米二氧化硅3‑5份，氧化钙3‑5份，干燥剂1‑3份；所述干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯30‑40份、聚丁烯酸酯聚合物20‑30份、微晶纤维素10‑15份、硫酸铈3‑5份。本发明防水涂料无毒无味，绿色安全，而且具有良好的弹性、耐冲击性能、耐磨性、柔韧性、防水性，快速固化成膜，干燥固化时间大幅缩短，使下一道工序可以快速实施，显著提升施工效率。

Description

一种环保防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于环保涂料技术领域，涉及一种环保防水涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是在被保护或被装饰的物体表面，并在其表面形成薄膜而起到保护、装饰和特定的作用的液体或固定材料，随着经济的发展，涂料在工农业、国防、科研和人民生活中得到越来越广泛的应用。随着工业的发展，涂料品种日益增多，质量和性能不断提高，人们对涂料的功能要求也越来越高，比如具有防水、防潮、保温、阻燃等功能涂料越来越受关注，其中防水涂料将是未来的市场需求趋势，防水涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护作用，具有良好的温度适应性，操作简便，易于维修与维护。随着国内外建筑业的发展，防水涂料的使用更加广泛。
目前，现有的防水涂料一是聚氨酯类防水涂料，是由聚氨脂与煤焦油作为原材料制成，它所挥发的焦油气毒性大，且不容易清除，因此于2000年在中国被禁止使用。尚在销售的聚氨脂防水涂料，是用沥青代替煤焦油作为原料。但在使用这种涂料时，一般采用含有甲苯、二甲苯等有机溶剂来稀释，因而也含有毒性；另一类为聚合物水泥基防水涂料，由多种水性聚合物合成的乳液与掺有各种添加剂的优质水泥组成，聚合物的柔性与水泥的刚性结为一体，使得它在抗渗性与稳定性方面表现优异。它的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。因此，聚合物水泥基已经成为防水涂料市场的主角。
现有的聚合物水泥基防水涂料存在干燥时间长、固化慢、成膜后拉伸强度、基层粘结强度低等缺陷，因此需要研究一种可以快速干燥、成膜力学强度高的环保防水涂料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种可以快速干燥的力学强度高的环保防水涂料，在保证力学性能的基础上，缩短干燥时间、提升施工效率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种环保防水涂料，包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂40-50份，环氧树脂30-40份，聚醚多元醇20-30份，聚乙烯醇15-25份，填料10-20份，水溶性粘合剂5-8份，碳纤维4-6份，助剂3-8份，纳米二氧化硅3-5份，氧化钙3-5份，干燥剂1-3份；所述干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯30-40份、聚丁烯酸酯聚合物20-30份、微晶纤维素10-15份、硫酸铈3-5份。
优选的，所述干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯35份、聚丁烯酸酯聚合物25份、微晶纤维素12份、硫酸铈4份。
优选的，所述填料包括重量比为1:1-3的云母粉与滑石粉的混合物。
优选的，所述水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为10-15:5-10:1组成。
优选的，所述助剂包括固化剂5-8份、分散剂3-6份、增塑剂1-3份、消泡剂1-2份。
优选的，所述固化剂为双氰胺；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯；所述消泡剂为聚氧丙烯季戊四醇醚。
本发明的另一目的提供一种环保防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在65-80℃下以300-600rpm的速度搅拌15-20min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入5-8倍量的水搅拌反应10-20min，加入助剂、干燥剂后，升温到85-105℃继续搅拌反应20-40min，冷却后即得所述防水涂料。
优选的，步骤(2)中加入水后搅拌速度为750-800rpm，加入助剂、干燥剂后的搅拌速度为700-750rpm，搅拌10-20min；将搅拌速度降低为600-650rpm继续搅拌10-20min。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
(1)本发明防水涂料无毒无味，施工及施工后涂膜表面不会产生刺激性气味，对人的身体没有任何影响，绿色安全，而且具有良好的弹性、柔韧性、防水性；以丙烯酸乳液和聚醚多元醇、环氧树脂为基料、添加有填料、纳米二氧化硅、碳纤维，使涂层更加致密，增强了涂料对基材的附着力，提高了涂料层的耐冲击性能、耐磨性和抗腐蚀性，增强涂料的使用寿命。
(2)本发明防水涂料中添加由特定组分组成的干燥剂，实现快速固化成膜，干燥固化时间大幅缩短，涂刷后实干时间可由9小时缩短至3小时，使下一道工序可以快速实施，显著提升施工效率；快速干燥固化后，拉伸强度和粘接强度可提升20-25％。
(3)制备现有的防水涂料时，各种原料依次添加然后混合，而制备本方案的防水涂料，各种原料并非逐一的依次添加，而是根据需求对不同的原料进行预处理，确保预混后得到的物料不带静电、阳离子或阴离子等，预混后的物料加入到体系中，物料能够稳定存在，不会破坏体系的平衡，导致絮凝、凝固的等情形的出现，确保制得的防水涂料的质量。
(4)本发明防水涂料的制备过程中，根据不同物料的加入设计不同的搅拌速度，确保物料既能充分的与体系相容又不会被破坏，也避免出现破乳的现象。
(5)本发明防水涂料制作工艺简单，可以直接涂刷，操作方便，坚硬度好，使用寿命长。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种环保防水涂料，包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂40份，环氧树脂30份，聚醚多元醇20份，聚乙烯醇15份，填料10份，水溶性粘合剂5份，碳纤维4份，助剂3份，纳米二氧化硅3份，氧化钙3份，干燥剂1份；
其中，填料包括重量比为1:1的云母粉与滑石粉的混合物；
其中，水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为10:5:1组成；
其中，助剂包括如下组分：双氰胺5份、聚丙烯酸钠3份、邻苯二甲酸酯1份、聚氧丙烯季戊四醇醚1份；
其中，干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯30份、聚丁烯酸酯聚合物20份、微晶纤维素10份、硫酸铈3份。
一种环保防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在65℃下以300rpm的速度搅拌20min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入5倍量的水搅拌反应10min，加入助剂、干燥剂后，升温到85℃在700rpm的速度下继续搅拌反应20min，将搅拌速度降低为600rpm继续搅拌20min，冷却后即得所述防水涂料。
实施例2
一种环保防水涂料，包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂45份，环氧树脂35份，聚醚多元醇25份，聚乙烯醇20份，填料15份，水溶性粘合剂6份，碳纤维5份，助剂5份，纳米二氧化硅4份，氧化钙4份，干燥剂2份；
其中，填料包括重量比为1:2的云母粉与滑石粉的混合物；
其中，水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为12:8:1组成；
其中，助剂包括如下组分：双氰胺6份、聚丙烯酸钠5份、邻苯二甲酸酯2份、聚氧丙烯季戊四醇醚1份；
其中，干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯35份、聚丁烯酸酯聚合物25份、微晶纤维素12份、硫酸铈4份。
一种环保防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在70℃下以500rpm的速度搅拌18min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入6倍量的水搅拌反应15min，加入助剂、干燥剂后，升温到90℃在720rpm的速度下继续搅拌反应15min，将搅拌速度降低为620rpm继续搅拌15min，冷却后即得所述防水涂料。
实施例3
一种环保防水涂料，包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂50份，环氧树脂30份，聚醚多元醇25份，聚乙烯醇25份，水溶性粘合剂7份，碳纤维6份，助剂4份，纳米二氧化硅3份，氧化钙3份，干燥剂3份；
其中，填料包括重量比为1:3的云母粉与滑石粉的混合物；
其中，水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为15:5:1组成；
其中，助剂包括如下组分：双氰胺8份、聚丙烯酸钠6份、邻苯二甲酸酯3份、聚氧丙烯季戊四醇醚2份；
其中，干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯40份、聚丁烯酸酯聚合物20份、微晶纤维素15份、硫酸铈5份。
一种环保防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在75℃下以500rpm的速度搅拌16min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入8倍量的水搅拌反应20min，加入助剂、干燥剂后，升温到100℃在750rpm的速度下继续搅拌反应20min，将搅拌速度降低为650rpm继续搅拌10min，冷却后即得所述防水涂料。
实施例4
一种环保防水涂料，包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂40份，环氧树脂40份，聚醚多元醇20份，聚乙烯醇15份，填料15份，水溶性粘合剂8份，碳纤维6份，助剂3份，纳米二氧化硅3份，氧化钙3份，干燥剂3份；
其中，填料包括重量比为1:1-3的云母粉与滑石粉的混合物；
其中，水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为15:10:1组成；
其中，助剂包括如下组分：双氰胺8份、聚丙烯酸钠6份、邻苯二甲酸酯3份、聚氧丙烯季戊四醇醚2份；
其中，干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯40份、聚丁烯酸酯聚合物30份、微晶纤维素15份、硫酸铈5份。
一种环保防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在80℃下以600rpm的速度搅拌15min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入7倍量的水搅拌反应10min，加入助剂、干燥剂后，升温到105℃在750rpm的速度下继续搅拌反应10min，将搅拌速度降低为650继续搅拌10rpm min，冷却后即得所述防水涂料。
对比例1
与实施例2区别在于，本对比例中原料中不含干燥剂，其余原料及制备方法与实施例2相同。
对比例2
与实施例2区别在于，本对比例中原料中不含碳纤维和纳米二氧化硅，其余原料及制备方法与实施例2相同。
测试例
将实施例1-4、对比例1-2按照GB/T 19250-2013标准进行测试，得到的数据如表1所示。
表1
Figure BDA0002256071100000041
Figure BDA0002256071100000051
由表1数据可知，对比例1-2的表干时间和实干时间均明显长于实施例1-4，由此说明本发明的防水涂料的干燥速度得到明显提升；实施例1-4的拉伸强度和粘接强度均好于对比例1-2，说明本发明的防水涂料的拉伸强度和粘接强度两项力学性能得到了明显提高。
以上为本发明较佳实施例，只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种环保防水涂料，其特征在于：包括如下重量份的原料：丙烯酸树脂40-50份，环氧树脂30-40份，聚醚多元醇20-30份，聚乙烯醇15-25份，填料10-20份，水溶性粘合剂5-8份，碳纤维4-6份，助剂3-8份，纳米二氧化硅3-5份，氧化钙3-5份，干燥剂1-3份；所述干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯30-40份、聚丁烯酸酯聚合物20-30份、微晶纤维素10-15份、硫酸铈3-5份。
2.根据权利要求1所述的环保防水涂料，其特征在于：所述干燥剂由如下重量份的原料组成：丙二醇二乙酸酯35份、聚丁烯酸酯聚合物25份、微晶纤维素12份、硫酸铈4份。
3.根据权利要求1所述的环保防水涂料，其特征在于：所述填料包括重量比为1:1-3的云母粉与滑石粉的混合物。
4.根据权利要求1所述的环保防水涂料，其特征在于：所述水性粘合剂由丙烯酸丁酯、水溶性淀粉、十二烷基磺酸钠按重量比为10-15:5-10:1组成。
5.根据权利要求1所述的环保防水涂料，其特征在于：所述助剂包括固化剂5-8份、分散剂3-6份、增塑剂1-3份、消泡剂1-2份。
6.根据权利要求5所述的环保防水涂料，其特征在于：所述固化剂为双氰胺；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯；所述消泡剂为聚氧丙烯季戊四醇醚。
7.一种权利要求1-6所述的环保防水涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按重量份称取丙烯酸乳液加入到反应釜中，加入聚醚多元醇、环氧树脂，在65-80℃下以300-600rpm的速度搅拌15-20min；
(2)将氧化钙研磨至纳米级，然后加入纳米二氧化硅、碳纤维继续研磨；与填料、水溶性粘合剂一起加入到步骤(1)中的反应釜中，加入5-8倍量的水搅拌反应10-20min，加入助剂、干燥剂后，升温到85-105℃继续搅拌反应20-40min，冷却后即得所述防水涂料。
8.根据权利要求7所述的环保防水涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中加入水后搅拌速度为750-800rpm，加入助剂、干燥剂后的搅拌速度为700-750rpm，搅拌10-20min；将搅拌速度降低为600-650rpm继续搅拌10-20min。
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