CN106280592A - 一种防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水涂料，包括以下重量份的原料：含不饱和双键的有机硅单体30‑45份，聚合物改性石墨烯粉末10‑25份，丙烯酸异辛酯5‑15份，碳酸钙5‑20份，消泡剂5‑10份，助剂5‑10份；其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，颗粒尺寸为20‑100μm。本发明中聚合物改性石墨烯粉末与其他成分进行混合，其中不同尺寸的聚合物改性石墨烯粉末之间的混合比例非常重要，起着不可替代的作用，只有在合适的比例范围下，其防水效果是最好的。

Description

一种防水涂料
技术领域
本发明涉及涂料材料领域，尤其涉及一种防水涂料。
背景技术
随着国内涂料行业的不断发展和细化，市场对具有特种功能性涂料的要求亦越来越突出，其中对于抗沾污、耐水、耐酸碱腐蚀、阻燃等性能要求更加高，现有的防水材料保光、保色性差，不抗裂、抗渗漏、易开裂、易变黄，且有的对人体还具有一定的危害，环保性差，因此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。
传统的防水材料主要是以沥青卷材、丙纶卷材为主材，通过对漏水面覆盖达到防水的目的。防水卷材在防水施工中需要根据防水基层的形状而进行量体裁衣，对于外形复杂的基层需多块拼接，防水卷材相互搭接处的粘结难度较大，导致搭接部位成为漏水的隐患。鉴于防水卷材高能耗、高污染、施工难、易漏水的缺陷，出现了防水涂料，防水涂料由于其可以形成整体无接缝封闭层，防水完全，可以完全隔绝外界的雨水、潮气，在防水工程中的到了较好的应用，但防水涂料是依靠高分子乳液的成膜进行防水，目前国内聚合物水泥基防水涂料应用中，主要通过提高聚合物改性水泥材料的柔性来达到防止开裂的目的，例如通过增加聚合物的用量、改善聚合物的性能等手段解决， 这样不但使成本升高，而且随着聚合物的增多，水泥材料的耐水性、耐候性、强度等性能逐渐减弱，未能发挥聚合物水泥基防水涂料刚柔相济的性能，尤其是防水层在后期一但产生裂纹将无法自动修复。防水卷材和防水涂料由于采用了高分子聚合物，具有良好的抗裂性，但在使用中高分子聚合物和成膜物随着时间的迁移逐渐老化失效，导致后期防水失败，无法改变砂浆、混凝土自身的渗漏性。
为了改进砂浆、混凝土自身的抗渗防水性能，出现了可加入砂浆的防水粉。通过添加在混凝土和砂浆中的防水粉堵塞毛细孔达到防渗、防水、防潮的目的。通常使用的增密组分主要有偏高岭土、白碳黑、火山灰、沸石粉、硅灰、超细粉煤灰和矿渣等超细粉体。我国先后应用了三氯化铁防水混凝土、三乙醇胺防水混凝土、减水剂防水混凝土等，其原理都是在混凝土中添加这些外加剂后，形成不溶性胶体化合物或络合物，用来堵塞填充毛细孔缝，增加混凝土的密实度，以提高它的抗渗性。这些外加剂防水混凝土在一定条件下的应用效果不错，然而，一些工程实践表明，这些防水剂并未取得令人满意的效果，究其原因，主要是忽视了水泥收缩的致命弱点，尽管混凝土很致密，但干缩和冷缩会使混凝土结构开裂，从而破坏结构的整体防水功能。
为了防止砂浆、混凝土的冷缩和干缩开裂，出现了膨胀性防水剂，这种膨胀剂适量掺入到水泥中，拌水后生成大量膨胀性结晶水化物产生的压应力可大致抵消混凝土干缩时产生的拉应力，从而防止或减少混凝土收缩开裂，补偿收缩混凝土(砂浆)，具有抗裂防渗功能。上述防水材料自身有一定的伸缩延展性，具有较好的变形能力，能抵抗 在防水材料弹性范围内的基层开裂，在一定程度上可防止裂纹产生，但由于其价格高，使用寿命短，易老化失效。总而言之，防水涂料中的防水材料的性能需要进一步提高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防水涂料，包括以下重量份的原料：含不饱和双键的有机硅单体30-45份，聚合物改性石墨烯粉末10-25份，丙烯酸异辛酯5-15份，碳酸钙5-20份，消泡剂5-10份，助剂5-10份；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，颗粒尺寸为20-100μm。
进一步地，所述聚合物改性石墨烯中的聚合物为聚氨酯树脂、聚乙烯吡络烷酮和聚酰亚胺中的一种或多种的组合。
进一步地，所述聚合物改性石墨烯粉末包括大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯，大尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为80-100μm，中尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为50-79μm，小尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为20-49μm；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末中大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯的质量比为1-2∶1∶3-4。
进一步地，所述消泡剂为颗粒状，包括以下重量份原料：聚醚改性有机硅类活性组分20-30份和载体70-80份，所述消泡剂颗粒的直径为0.1-0.5mm。
进一步地，所述聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂，所述反应物为低含氢硅油和聚醚，所述低含氢硅油和聚醚的质量比为10-20∶1；
所述催化剂占反应物的质量百分比为0.1-0.3％；
所述白炭黑占反应物的质量百分比为2-5％；
所述乳化剂占反应物的质量百分比为1-3％。
进一步地，所述低含氢硅油为二甲基硅油，所述聚醚为分子量为2000-3000的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚；
所述催化剂为三氟乙酸或铂；
所述乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂；
所述载体为碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、淀粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和滑石粉中的一种或多种。
进一步地，所述含不饱和双键的有机硅单体为甲基乙烯基氯硅烷或乙烯基三氯硅烷。
进一步地，所述涂料还包括以下重量份原料：钠盐熬合剂2-8，石英粉2-8和硅烷偶联剂1-5。
进一步地，所述钠盐熬合剂为自乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠或羟乙基乙二胺三乙酸三钠。
进一步地，所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
本发明的防水涂料，具有如下有效效果：
1、本发明的聚合物改性石墨烯粉末为微米级颗粒，将聚合物改性石墨烯粉末与其他原料混合后制得的防水涂料具有微孔结构，因而防水效果和透气性非常好。
2、本发明中聚合物改性石墨烯粉末与其他成分进行混合，其中不同尺寸的聚合物改性石墨烯粉末之间的混合比例非常重要，起着不可替代的作用，只有在合适的比例范围下，其防水效果是最好的。
3、本发明中固体消泡剂应用广泛，消泡、抑泡性能效果较好。
具体实施方式
下面将对本发明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的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。
实施例一：
本发明实施例提供了一种防水涂料，包括以下重量份的原料：含不饱和双键的有机硅单体30份，聚合物改性石墨烯粉末25份，丙烯酸异辛酯5份，碳酸钙5份，消泡剂10份，助剂5份，钠盐熬合剂8，石英粉8和硅烷偶联剂4；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，包括大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯，大尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸 为80-90μm，中尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为50-60μm，小尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为20-30μm；其中，所述聚合物改性石墨烯粉末中大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯的质量比为1∶1∶3。
其中，所述聚合物改性石墨烯为聚氨酯树脂改性石墨烯；所述含不饱和双键的有机硅单体为甲基乙烯基氯硅烷；所述钠盐熬合剂为自乙二胺四乙酸二钠盐；所述硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述消泡剂为颗粒状，包括以下重量份原料：聚醚改性有机硅类活性组分20份和载体80份，所述消泡剂颗粒的直径为0.1-0.2mm；所述聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂，所述反应物为低含氢硅油和聚醚，所述低含氢硅油和聚醚的质量比为10∶1；
所述催化剂占反应物的质量百分比为0.3％；
所述白炭黑占反应物的质量百分比为5％；
所述乳化剂占反应物的质量百分比为3％。
所述低含氢硅油为二甲基硅油，所述聚醚为分子量为2000-2300的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚；
所述催化剂为三氟乙酸；
所述乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂；
所述载体为碳酸盐。
实施例二：
本发明实施例提供了一种防水涂料，包括以下重量份的原料：含 不饱和双键的有机硅单体45份，聚合物改性石墨烯粉末10份，丙烯酸异辛酯10份，碳酸钙10份，消泡剂10份，助剂7份，钠盐熬合剂5，石英粉2和硅烷偶联剂1；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，包括大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯，大尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为90-100μm，中尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为60-79μm，小尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为30-49μm；其中，所述聚合物改性石墨烯粉末中大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯的质量比为2∶1∶4。
其中，所述聚合物改性石墨烯为聚乙烯吡络烷酮改性石墨烯；所述含不饱和双键的有机硅单体为乙烯基三氯硅烷；所述钠盐熬合剂为乙二胺四乙酸四钠；所述硅烷偶联剂为Y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。
所述消泡剂为颗粒状，包括以下重量份原料：聚醚改性有机硅类活性组分30份和载体70份，所述消泡剂颗粒的直径为0.2-0.4mm；所述聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂，所述反应物为低含氢硅油和聚醚，所述低含氢硅油和聚醚的质量比为20∶1；
所述催化剂占反应物的质量百分比为0.1％；
所述白炭黑占反应物的质量百分比为2％；
所述乳化剂占反应物的质量百分比为1％。
所述低含氢硅油为二甲基硅油，所述聚醚为分子量为2300-2600的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚；
所述催化剂为铂；
所述乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂；
所述载体为磷酸盐。
实施例三：
本发明实施例提供了一种防水涂料，包括以下重量份的原料：含不饱和双键的有机硅单体35份，聚合物改性石墨烯粉末15份，丙烯酸异辛酯15份，碳酸钙20份，消泡剂5份，助剂5份，钠盐熬合剂2，石英粉2和硅烷偶联剂1；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，包括大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯，大尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为85-95μm，中尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为55-65μm，小尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为35-45μm；其中，所述聚合物改性石墨烯粉末中大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯的质量比为1.5∶1∶3.5。
其中，所述聚合物改性石墨烯为聚酰亚胺改性石墨烯；所述含不饱和双键的有机硅单体为乙烯基三氯硅烷；所述钠盐熬合剂为羟乙基乙二胺三乙酸三钠；所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述消泡剂为颗粒状，包括以下重量份原料：聚醚改性有机硅类活性组分25份和载体75份，所述消泡剂颗粒的直径为0.4-0.5mm；所述聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂，所述反应物为低含氢硅油和聚醚，所述低含氢硅油和聚醚的 质量比为15∶1；
所述催化剂占反应物的质量百分比为0.2％；
所述白炭黑占反应物的质量百分比为4％；
所述乳化剂占反应物的质量百分比为2％。
所述低含氢硅油为二甲基硅油，所述聚醚为分子量为2600-3000的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚；
所述催化剂为铂；
所述乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂；
所述载体为硅藻土、膨润土和凹凸棒土的混合。
本发明中涂料在使用时，需与水以1∶5-8进行混合。
本发明的防水涂料，具有如下有效效果：
1、本发明的聚合物改性石墨烯粉末为微米级颗粒，将聚合物改 性石墨烯粉末与其他原料混合后制得的防水涂料具有微孔结构，因而防水效果和透气性非常好。
2、本发明中聚合物改性石墨烯粉末与其他成分进行混合，其中不同尺寸的聚合物改性石墨烯粉末之间的混合比例非常重要，起着不可替代的作用，只有在合适的比例范围下，其防水效果是最好的。
3、本发明中固体消泡剂应用广泛，消泡、抑泡性能效果较好。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：含不饱和双键的有机硅单体30-45份，聚合物改性石墨烯粉末10-25份，丙烯酸异辛酯5-15份，碳酸钙5-20份，消泡剂5-10份，助剂5-10份；其中，所述聚合物改性石墨烯粉末是由微米级颗粒组成，颗粒尺寸为20-100μm。
2.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于，所述聚合物改性石墨烯中的聚合物为聚氨酯树脂、聚乙烯吡络烷酮和聚酰亚胺中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的防水涂料，其特征在于，所述聚合物改性石墨烯粉末包括大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯，大尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为80-100μm，中尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为50-79μm，小尺寸聚合物改性石墨烯的颗粒尺寸为20-49μm；
其中，所述聚合物改性石墨烯粉末中大、中和小尺寸聚合物改性石墨烯的质量比为1-2∶1∶3-4。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为颗粒状，包括以下重量份原料：聚醚改性有机硅类活性组分20-30份和载体70-80份，所述消泡剂颗粒的直径为0.1-0.5mm。
5.根据权利要求4所述的防水涂料，其特征在于，所述聚醚改性有机硅活性组分的原料包括反应物、催化剂、白炭黑和乳化剂，所述反应物为低含氢硅油和聚醚，所述低含氢硅油和聚醚的质量比为10-20∶1；
所述催化剂占反应物的质量百分比为0.1-0.3％；
所述白炭黑占反应物的质量百分比为2-5％；
所述乳化剂占反应物的质量百分比为1-3％。
6.根据权利要求5所述的防水涂料，其特征在于，所述低含氢硅油为二甲基硅油，所述聚醚为分子量为2000-3000的多元醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚；
所述催化剂为三氟乙酸或铂；
所述乳化剂是由失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚进行复合得到的复合乳化剂；
所述载体为碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、淀粉、硅藻土、膨润土、凹凸棒土和滑石粉中的一种或多种。
7.根据权利要求5或6所述的防水涂料，其特征在于，所述含不饱和双键的有机硅单体为甲基乙烯基氯硅烷或乙烯基三氯硅烷。
8.根据权利要求7所述的防水涂料，其特征在于，所述涂料还包括以下重量份原料：钠盐熬合剂2-8，石英粉2-8和硅烷偶联剂1-5。
9.根据权利要求8所述的防水涂料，其特征在于，所述钠盐熬合剂为自乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠或羟乙基乙二胺三乙酸三钠。
10.根据权利要求9所述的防水涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
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