CN114276742A - 一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料及其制备方法。其包括以下重量份的组分：硅烷改性树脂20～50份、硅基树脂10～20份、纳米级硅基填料5～15份、增塑剂10～30份、无机填料50～150份、触变剂3～10份、除水剂1～8份、粘接剂1～5份，以及催化剂0.1～1.0份。本发明制备得到的高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用作为复合防水层；既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室侧墙、隧道等立面防水，可广泛应用于多场合。

Description

一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料及其 制备方法

技术领域

本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的科技进步和经济的发展，人们越来越注重生活质量和环境保护的问题，倡导“低碳经济”、“绿色建筑”的环保理念，绿色建筑材料也得到市场青睐，市场需求量逐年增加。防水涂料是一种常见的建筑材料，目前常见的有聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料和聚合物乳液防水涂料。其中，聚氨酯防水涂料虽然力学性能优异，但环保性差，通常体系中有溶剂残留，VOC含量高，有游离TDI存在，而且固化时易产生气泡，影响涂膜性能；聚合物水泥防水涂料和聚合物乳液防水涂料虽然环保无污染，但是粘接性和耐水性较差。常见的防水涂料在应用领域受到一些局限，在隧道、地下室侧墙等立面施工时，出现大面积流挂，涂膜厚度不均匀，影响防水质量，虽有抗流挂产品，但一次涂膜厚度较低，需多次涂膜，施工效率低；高分子卷材在施工时，由于焊接或与基面铺贴不密实等问题，造成窜水渗漏水等问题。同时，随着新型防水产品及其工程应用技术的快速开发，防水领域也开始出现了硅烷改性防水涂料，但是整体综合性能相对较差，存在高VOC、粘接性差、触变性差，甚至还有假冒产品等问题，应用场景受限，无法适应多场合的要求。

因此，为了解决上述问题，亟需开发一款高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料及其制备方法，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用作为复合防水层；既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室侧墙、隧道等立面防水。本发明制备得到的硅烷改性聚合物防水涂料，施工方便，环保低VOC、高粘接，与混凝土粘接强度≥2.5MPa，与高分子片材的剥离强度≥3.5N/mm，且具有高触变性，一次涂膜可达2mm以上，可广泛应用于多场合。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，包括以下重量份的组分：

硅烷改性树脂20～50份、硅基树脂10～20份、纳米级硅基填料5～15份、增塑剂10～30份、无机填料50～150份、触变剂3～10份、除水剂1～8份、粘接剂1～5份，以及催化剂0.1～1.0份。

进一步地，包括以下重量份的组分：

硅烷改性树脂40份、硅基树脂15份、纳米级硅基填料15份、增塑剂25份、无机填料20份、触变剂5份、除水剂5份、粘接剂5份，以及催化剂0.5份。

本发明引入硅基树脂，与粘接剂形成协同作用，提高了对基材的粘接性，对混凝土的粘结强度≥2.5MPa，与高分子片材的剥离强度≥3.5N/mm，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用；引入纳米级硅基填料，与相应触变剂形成协同效应，提高了材料的触变性，一次涂膜可达2mm以上，既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室、隧道等立面防水。

进一步地，硅烷改性树脂为水解性硅烷基封端的聚醚材料，数均分子量为8000-28000。

进一步地，数均分子量为8000-15000。

进一步地，硅烷改性树脂的端基为可水解硅烷基，可水解硅烷基为三甲氧基甲硅烷基或甲基二甲氧基甲硅烷基，结构如下：

进一步地，硅基树脂为以甲基或甲基苯基硅氧链节为主链的MQ树脂、MDQ树脂和MTQ树脂中的至少一种。

进一步地，纳米级硅基填料为疏水型气相法二氧化硅，其比表面积为200～400m²/g。

进一步地，疏水型气相法二氧化硅为二甲基二氯硅烷(DDS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、八甲基环四硅氧烷(D4)中的一种或多种处理过。

进一步地，增塑剂为环己烷-1,2-二甲酸异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二癸酯中的至少一种。

进一步地，无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米活性碳酸钙、高岭土、硅微粉、滑石粉和氢氧化铝中的至少一种。

进一步地，触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油和有机膨润土中的至少一种。

进一步地，除水剂为乙烯基三架样机硅烷。

进一步地，粘接剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

进一步地，催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种或多种。

上述高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按配方将硅烷改性树脂、硅基树脂、纳米级硅基填料、增塑剂、无机填料、触变剂于110℃～125℃真空干燥2.5h后，密闭降温至不超过50℃，然后加入除水剂搅拌15～30min，再加入粘接剂搅拌20～30min，最后加入催化剂搅拌10～20min，再进行脱泡处理既可。

本发明制备得到的高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用作为复合防水层；既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室侧墙、隧道等立面防水，可广泛应用于多场合。

本发明制备得到的硅烷改性聚合物防水涂料，施工方便，环保低VOC、高粘接，与混凝土粘接强度≥2.5MPa，与高分子片材的剥离强度≥3.5N/mm。

本发明的有益效果：

1.本发明提供了一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，引入硅基树脂，与粘接剂形成协同作用，提高了对基材的粘接性，对混凝土的粘结强度≥2.5MPa，与高分子片材的剥离强度≥3.5N/mm，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用。

2.提供了一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，引入纳米级硅基填料，与相应触变剂形成协同效应，提高了材料的触变性，一次涂膜可达2mm以上，既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室侧墙、隧道等立面防水。

3.本发明的高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，生产工艺简单，施工方便，直接开封即用，环保无污染，低VOC，无异味，室内室外均适用。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构

数均分子量为8000，50份；

硅基树脂，MDQ树脂，20份；

纳米级硅基填料，比表面积为200～300m²/g、DDS预处理，5份；

增塑剂，环己烷-1,2-二甲酸异壬酯(DINCH)，30份；

无机填料，重质碳酸钙和轻质碳酸钙，150份；

触变剂，氢化蓖麻油，10份；

除水剂，5份；

粘接剂，γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，5份

催化剂，辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡，1份；

所述的高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

按计量称取原料，将硅烷改性树脂、硅基树脂、纳米级硅基填料、增塑剂、无机填料、触变剂在动混机中110℃～125℃真空干燥2.5h，密闭通冷却水降温至50℃以下，加入除水剂搅拌15min，再加入粘接剂搅拌30min，最后加入催化剂搅拌10min，真空脱泡15min后出料密封保存。

实施例2

一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构为：

数均分子量为10000，30份；

硅基树脂，MQ树脂，20份；

纳米级硅基填料，比表面积为200～300m²/g、DDS预处理，5份

增塑剂，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)，20份；

无机填料，轻质碳酸钙、硅微粉，50份；

触变剂，有机膨润土，3份；

除水剂，5份；

粘接剂，γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，5份

催化剂，二醋酸二丁基锡，0.5份；

本实施例的制备方法同实施例1。

实施例3

一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂，分子结构为：

数均分子量为8000～15000，35份；

硅基树脂，MTQ树脂，20份；

纳米级硅基填料，比表面积为200～300m²/g、D4预处理，15份

增塑剂，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)，20份；

无机填料，轻质碳酸钙、硅微粉，50份；

触变剂，聚酰胺蜡、有机膨润土，3份；

除水剂，5份；

粘接剂，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷，5份；

催化剂，二醋酸二丁基锡，0.5份；

本实施例的制备方法同实施例1。

实施例4

一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构

数均分子量为8000，25份；

硅基树脂，MTQ树脂，15份；

纳米级硅基填料，比表面积为200～400m²/g、HMDS预处理，15份

增塑剂，邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)，25份；

无机填料，纳米活性碳酸钙、硅微粉，50份；

触变剂，聚酰胺蜡，5份；

除水剂，5份；

粘接剂，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷，5份；

催化剂，二醋酸二丁基锡，0.5份；

本实施例的制备方法同实施例1。

实施例5

一种高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构为：

数均分子量为8000～15000，40份；

硅基树脂，MTQ树脂，15份；

纳米级硅基填料，比表面积为400m²/g、HMDS预处理，15份

增塑剂，邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)，25份；

无机填料，纳米活性碳酸钙50份、重质碳酸钙20份；

触变剂，聚酰胺蜡，5份；

除水剂，5份；.

粘接剂，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷，5份；

催化剂，二月桂酸二丁基锡，0.5份。

本实施例的制备方法同实施例1。

实施例6对比实施例1

一种防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构

数均分子量为8000，50份；

纳米级硅基填料，比表面积为200～300m²/g、DDS预处理，5份；

增塑剂，环己烷-1,2-二甲酸异壬酯(DINCH)，30份；

无机填料，重质碳酸钙和轻质碳酸钙，150份；

触变剂，氢化蓖麻油，10份；

除水剂，5份；

粘接剂，γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，5份

催化剂，辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡，1份。

实施例7对比实施例2

一种防水涂料，按重量份计包括以下组分：

硅烷改性树脂：分子结构

数均分子量为8000，50份；

硅基树脂，MDQ树脂，20份；

增塑剂，环己烷-1,2-二甲酸异壬酯(DINCH)，30份；

无机填料，重质碳酸钙和轻质碳酸钙，150份；

触变剂，氢化蓖麻油，10份；

除水剂，5份；

粘接剂，γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，5份

催化剂，辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡，1份。

实施例8对比实施例3

一种防水涂料，将实施例1中的硅基树脂完全替换为改性PU树脂。

实施例9对比实施例4

一种防水涂料，将实施例1中的纳米级硅基填料完全替换为表面处理过的纳米级重质碳酸钙。

实施例10测试对比

将实施例1-5所得高粘接、高触变、环保新型的硅烷改性聚合物防水涂料和实施例6-7对比实施例1-2进行测试对比，性能测试的方法或标准如下：

(1)粘结强度测试：按照标准GB/T16777-2008第7章A法进行测试。

(2)剥离强度测试：按照JC/T1069-2008中5.8进行测试。

(3)触变性(抗下垂度)测试：按照GB/T2435-2018中7.28规定进行试验，涂膜厚度为(2.0±0.2)mm。

(4)VOC测试：按照GB/T23986-2009进行测试。

性能测试结果见表1：

表1 性能测试结果

从上述测试结果可知，本发明硅烷改性聚合物防水涂料，环保低VOC、高粘接，与混凝土粘接强度≥2.5MPa，与高分子片材的剥离强度≥3.5N/mm，既可单独作为防水层，也可与沥青卷材、高分子卷材配合使用作为复合防水层；高触变性，下垂度为0mm，一次涂膜可达2mm以上，既可应用于屋面、地面等平面防水，也可用于地下室侧墙、隧道等立面防水，可广泛应用于多场合。

Claims (10)

1.一种高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

硅烷改性树脂20～50份、硅基树脂10～20份、纳米级硅基填料5～15份、增塑剂10～30份、无机填料50～150份、触变剂3～10份、除水剂1～8份、粘接剂1～5份，以及催化剂0.1～1.0份。

2.根据权利要求1所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

硅烷改性树脂40份、硅基树脂15份、纳米级硅基填料15份、增塑剂25份、无机填料20份、触变剂5份、除水剂5份、粘接剂5份，以及催化剂0.5份。

3.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述硅烷改性树脂为水解性硅烷基封端的聚醚材料，数均分子量为8000-28000。

4.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述硅基树脂为以甲基或甲基苯基硅氧链节为主链的MQ树脂、MDQ树脂和MTQ树脂中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述纳米级硅基填料为疏水型气相法二氧化硅，其比表面积为200～400m²/g。

6.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述增塑剂为环己烷-1,2-二甲酸异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二癸酯中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米活性碳酸钙、高岭土、硅微粉、滑石粉和氢氧化铝中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油和有机膨润土中的至少一种。

9.根据权利要求1或2所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料，其特征在于，所述粘接剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧环己基)-乙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

10.权利要求1～9任一项所述的高粘接、高触变、环保新型硅烷改性聚合物防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按配方将硅烷改性树脂、硅基树脂、纳米级硅基填料、增塑剂、无机填料、触变剂于110℃～125℃真空干燥2.5h后，密闭降温至不超过50℃，然后加入除水剂搅拌15～30min，再加入粘接剂搅拌20～30min，最后加入催化剂搅拌10～20min，再进行脱泡处理既可。