CN107118629A - 一种含氟橡胶的改性防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种含氟橡胶的改性发水涂料，其中原料包括有以下重量份的成分；氟橡胶35~45%、成膜剂25~35%、天然表面活性剂2~5%、高温改善剂10~15%、填充料10~15%、阻燃剂6~9%、pH调节剂1~4%。另外本发明还公开了该防水涂料的制备方法，包括以下步骤：在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80~100℃的条件下，继续加入填充料，反应1~3h，待温度降至40~50℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。该防水涂料使用氟橡胶促进防水涂料成型并且同界面处粘结性提高，防水效果更佳，且使用安全环保，不会带来负面影响。

Description

一种含氟橡胶的改性防水涂料

技术领域

本发明涉及一种防水涂料，特别是涉及一种含氟橡胶的改性防水涂料。

背景技术

市场上的防水材料有两大类：一是聚氨酯类防水涂料。这类材料一般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。它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（树脂）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。防水涂料因其适用范围广，防水层整体性强等特点在防水材料中所占的比重越来越大。

氟橡胶在现今的工业生产中显示出了优异的耐化学药品性、耐溶剂型和耐热性，因此在汽车工业、半导体工业、化学工业等各种领域中广泛应用，例如汽车产业中，作为发动机以及周边装置、AT装置、燃料***以及周边装置中使用的软管、密封材料等来使用。尽管目前在防水涂料中也采用含氟的成分，但是使用氟橡胶的极少，多是使用氟树脂，这样很难充分发挥氟的防水特性，同时增强防水的粘结性，目前现有技术中使用的类似防水涂料就存在上述问题，先摘录如下：

中国专利：水泥基渗透结晶型防水涂料，申请号：CN201010546092.5，申请日：2010.11.16，公开号：CN102464476A，公开日：2012.08.23，摘要：该发明涉及一种水泥基渗透结晶型防水涂料，该水泥基渗透结晶型防水涂料按重量百分比包括硅酸盐水泥50~65%、碳酸钠和氯化钙活性材料5~15%、柠檬酸2~5%、调节剂2~7%、石英硅砂20~40%、氟硅晶酸1%。与现有技术相比，本发明具有抗渗防水效果好，抗基层变化能力强，能有效地自动修复基层裂痕等优点。优选方案中各组分的最佳重量百分比为：硅酸盐水泥60.1%、碳酸钠和氯化钙活性材料7.3%、柠檬酸2.6%、调节剂2%、石英硅砂27%、氟硅晶酸1%。按该发明记载内容所制得的防水涂料氟硅晶酸比例较低，可能会导致摩擦性高，造成实际使用效果不佳。

中国专利：一种有机氟改性聚氨酯的耐污防水涂料，申请：CN201510494617.8，申请日：2015.08.10，公开号：CN105086806A，公开日：2015.11.25，摘要：本发明公开了一种有机氟改性聚氨酯的耐污防水涂料，其原料按重量份包括：有机氟改性聚氨酯80-120份，α甲基苯乙烯线性三聚物30-50份，三聚氰胺聚磷酸盐10-30份，聚磷酸铵2-8份，纳米硼酸锌3-5份，氢氧化镁3-9份，陶瓷微粉2-6份，蒙脱土4-8份，白刚玉微粉6-12份，氟化碳3-5份，过硫酸钠2-4份，氧化铝3-5份，硅微粉1-3份，钼酸钠1-5份，三聚磷酸铝1-5份，钛白粉1-3份，纳米硫酸钡2-6份，硬脂酸钙3-8份，季戊四醇1-3份，分散剂2-4份，硅烷偶联剂3-5份，抗氧剂2-5份，水16-23份。该发明的防水涂料α甲基苯乙烯线性三聚物所占比重较高，具有毒性，使用不安全，而不是用该成分的话又会影响该防水涂料的基部粘结性。

综上所述，现有使用的含氟防水涂料都存在因配比不当而防水密封效果不佳，或者是使用存在安全问题，而使用氟橡胶作为防水涂料的主要成分尚未见相关报道。

发明内容

本发明旨在提供一种含氟橡胶的改性防水涂料，该防水涂料使用氟橡胶促进防水涂料成型并且同界面处粘结性提高，防水效果更佳，且使用安全环保，不会带来负面影响。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种含氟橡胶的改性防水涂料，包括有以下重量份的成分；

氟橡胶35~45%、成膜剂25~35%、天然表面活性剂2~5%、高温改善剂10~15%、填充料10~15%、阻燃剂6~9%、pH调节剂1~4%。所述成膜剂为高聚物改性沥青，所述天然表面活性剂为山梨醇酐单油酸酯，所述高温改善剂为聚丙烯、所述填充料为硅灰、轻钙或煤灰粉的其中一种，所述阻燃剂为硼酸锌与硼酸钡的混合物，所述pH调节剂为0.2~0.5mol/L质量浓度的NaOH溶液。

优选地，所述氟橡胶为六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物。所述氟橡胶共聚物的均分子量为800~3000g/mol。

优选地，所述防水涂料中还包括含有质量份数1~1.5%戊唑醇的水溶液。

优选地，所述氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在140~160℃下，熔融1~2h。

优选地，所述高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至150~160℃，溶胀30~45min后，用胶体磨研磨60~120min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min。所使用的90^#沥青与减压三线油从山东路泰沥青有限公司处购买。

另一方面，本发明还公开了该防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80~100℃的条件下，继续加入填充料，反应1~3h，待温度降至40~50℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明利用氟橡胶对防水涂料进行改性，所使用的氟橡胶为六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物，提供键能极高的C-F键以提高氟化碳原子与其他原子结合键能的提高，以此保证同原材料的其它成分具有良好的相容性，从而避免了高聚物改性沥青的析出，由于本发明使用的高聚物改性沥青具有阻燃性，又由于加入氟橡胶使得相容性好从而保证所制备的防水涂料整体稳定性高，成膜效果好，储存时间长。

（2）本发明因为使用了六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯氟橡胶的共聚物从而产生了对c-c键的屏蔽作用，是氟原子紧密的排列在碳原子的周围，形成了c-c键的保护屏障，这赋予了本发明防水涂料碳碳键部分具有很高的化学惰性，这使得防水涂料不易受到外界环境的影响，即使在高温的环境下亦可保持较好的性能，从本发明性能测试数据来看，紫外老化和储存效果均优于一般的氟原子改性防水涂料效果优异。

（3）相比《一种有机氟改性聚氨酯的耐污防水涂料》，本发明制备的防水涂料所使用的原料组合更加简单，仅需要简单的聚合反应即可制备而成，相比之下，所参照的对比技术所使用的原料组成过于复杂，需要多步聚合反应才可得到成品，中间若有某一环节出现问题会导致最后成品的性能差很多，例如本发明所述的对比例1尽管从理论上可能会获得不错的性能，但是实际操作中难以获得理想的效果。

（4）本发明使用的成膜剂和高温改善剂能够整体的完善本发明涂料的各种性能，针对本申请选用的氟橡胶，专门选用合理的助剂相配合，增强本发明涂料的各种性能，例如选用的天然表面活性剂，调节反应速度，过快就减慢反应速度，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用；选用的pH调节剂，保证整个涂料的粘度达到最佳。

（5）本发明的防水涂料具有独特防水性、高弹性和整体性，涂膜连续无任何接缝，抗渗漏，对建筑各种基材粘结性好，不易剥落，并且防腐效果优异、抗老化效果好、装饰性强，耐久性好等优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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1

一种含氟橡胶的改性防水涂料，以kg计，各组分为：

氟橡胶：六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物共35kg，其中氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在140℃下，熔融2h；

成膜剂：高聚物改性沥青35kg，其中高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至150℃，溶胀45min后，用胶体磨研磨60min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min；

天然表面活性剂：山梨醇酐单油酸酯2kg；

高温改善剂：聚丙烯15kg；

填充料：硅灰10kg；

阻燃剂：硼酸锌4.5kg，硼酸钡4.5kg；

pH调节剂：NaOH溶液4kg；

余量为含有质量份数1%戊唑醇的水溶液；

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80℃的条件下，继续加入填充料，反应3h，待温度降至40℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

实施例2

一种含氟橡胶的改性防水涂料，以kg计，各组分为：

氟橡胶：六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物共45kg，其中氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在160℃下，熔融1h；

成膜剂：高聚物改性沥青25kg，其中高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至160℃，溶胀30min后，用胶体磨研磨120min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min；

天然表面活性剂：山梨醇酐单油酸酯5kg；

高温改善剂：聚丙烯10kg；

填充料：轻钙15kg；

阻燃剂：硼酸锌3kg，硼酸钡3kg；

pH调节剂：NaOH溶液4kg；

余量为含有质量份数1.5%戊唑醇的水溶液；

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80℃的条件下，继续加入填充料，反应3h，待温度降至40℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

实施例3

一种含氟橡胶的改性防水涂料，以kg计，各组分为：

氟橡胶：六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物共40kg，其中氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在155℃下，熔融1.5h；

成膜剂：高聚物改性沥青30kg，其中高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至150℃，溶胀40min后，用胶体磨研磨80min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min；

天然表面活性剂：山梨醇酐单油酸酯3.5kg；

高温改善剂：聚丙烯12kg；

填充料：轻钙13kg；

阻燃剂：硼酸锌4kg，硼酸钡4.5kg；

pH调节剂：NaOH溶液1.5kg；

余量为含有质量份数1.5%戊唑醇的水溶液；

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80℃的条件下，继续加入填充料，反应3h，待温度降至40℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

实施例4

一种含氟橡胶的改性防水涂料，以kg计，各组分为：

氟橡胶：六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物共42kg，其中氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在150℃下，熔融1h；

成膜剂：高聚物改性沥青32kg，其中高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至160℃，溶胀35min后，用胶体磨研磨100min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min；

天然表面活性剂：山梨醇酐单油酸酯3kg；

高温改善剂：聚丙烯14kg；

填充料：煤灰粉12kg；

阻燃剂：硼酸锌3.5kg，硼酸钡3.5kg；

pH调节剂：NaOH溶液2.5kg；

余量为含有质量份数1.2%戊唑醇的水溶液；

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80℃的条件下，继续加入填充料，反应3h，待温度降至40℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

实施例5

一种含氟橡胶的改性防水涂料，以kg计，各组分为：

氟橡胶：六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物共36kg，其中氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在145℃下，熔融1.5h；

成膜剂：高聚物改性沥青30kg，其中高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至160℃，溶胀40min后，用胶体磨研磨110min，最后加入硅灰，高速搅拌30min；

天然表面活性剂：山梨醇酐单油酸酯5kg；

高温改善剂：聚丙烯11kg；

填充料：煤灰粉12kg；

阻燃剂：硼酸锌4kg，硼酸钡4kg；

pH调节剂：NaOH溶液3kg；

余量为含有质量份数1%戊唑醇的水溶液；

本实施例的制备方法包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80℃的条件下，继续加入填充料，反应3h，待温度降至40℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。

对比例1：参照中国发明专利《一种有机氟改性聚氨酯的耐污防水涂料》实施例5进行制备

以kg计，各组分为：

有机氟改性聚氨酯115kg，α甲基苯乙烯线性三聚物35kg，三聚氰胺聚磷酸盐25kg，聚磷酸铵3kg，纳米硼酸锌4.5kg，氢氧化镁4kg，陶瓷微粉5kg，蒙脱土5kg，白刚玉微粉11kg，氟化碳3.5kg，过硫酸钠3.5kg，氧化铝3.5 kg，硅微粉2.5kg，钼酸钠2kg，三聚磷酸铝4kg，钛白粉1.5kg，纳米硫酸钡5kg，硬脂酸钙4kg，季戊四醇2.5kg，分散剂2.5kg，硅烷偶联剂4.5kg，对苯二胺3kg，水22kg。

有机氟改性聚氨酯按如下工艺进行制备：

（1）按重量份将24份聚醚二醇和7份聚碳酸酯二醇加入反应釜中混合均匀， 向反应釜中通入氮气，升温至92℃，保温52min，升温的过程不停搅拌，然后 向反应釜中加入8kg异氟尔酮二异氰酸酯，降温至50℃，保温38min，接着向 反应釜中加入6.5kg二羟甲基丙酸、5.5kg1，6-己二醇、3kg三羟甲基丙烷和 11kg1H，1H，8H，8H-十二氟-1，8-辛二醇搅拌均匀，冷却至室温得到物料a；

（2）将9份二月桂酸二丁基锡与8份丙酮混合均匀后得到物料b；

（3）将物料b在18min内滴加到上述所得物料a中，滴加的过程中不停搅拌，然后升温至82℃，保温1.5h，然后降至室温，加入4.5份三乙胺，以555r/min 搅拌12min，然后滴加9份去离子水，滴加的过程中不停搅拌，即得到有机氟改 性聚氨酯。

为验证本发明实施例的效果，设计以下试验予以证明：

将上述制备的实施例3与对比例1防水涂料分别刮涂在聚四氟乙烯板上，制成后1.5mm的膜放在标准试验条件：23±2℃，相对湿度（50±10）%，养护7d后，制样，测试相关性能。涂料的拉伸强度、断裂伸长率和粘结强度按GB/T16777-2008《建筑防水材料试验方法》进行测试：撕裂强度按GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》中直角形式件进行测试；氧指数按GB/240602-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温测试》测试。

制备的实施例3与对比例1的防水涂料性能如下表1所示：

表1性能测试对比结果

检测项目	实施例3	对比例1
			成膜效果	良好	一般
拉伸强度/MPa	4.65	3.23
			断裂拉长率/%	850	720
撕裂强度（N/mm）	30	18
			氧指数/%	28.3	22.6
粘结强度/MPa	2.8	1.9
			紫外老化（60天）	外观无颜色变化	外观可以看到轻微的颜色变化
粘度（25℃，MPa•s）	2.8	1.9
			储存效果（常温6个月）	无分层、沉降	出现部分沉淀

由上表可知本发明实施例制备得到的防水涂料相比对比例制备的防水涂料拉伸强度，撕裂强度，成膜效果和储存效果都有独特的优势，性能测试均优于对比例1，同时，本发明耐热和阻燃效果好，涂膜连续无任何接缝，抗渗漏，对建筑各种基材粘结性好，不易剥落，并且防腐效果优异、抗老化效果好、装饰性强，涂层附着力强，密度高，耐候性好，是理想的防水涂料。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种含氟橡胶的改性防水涂料，其特征在于，包括有以下重量份的成分：

氟橡胶35~45%、成膜剂25~35%、天然表面活性剂2~5%、高温改善剂10~15%、填充料10~15%、阻燃剂6~9%、pH调节剂1~4%；所述成膜剂为高聚物改性沥青，所述天然表面活性剂为山梨醇酐单油酸酯，所述高温改善剂为聚丙烯、所述填充料为硅灰、轻钙或煤灰粉的其中一种，所述阻燃剂为硼酸锌与硼酸钡的混合物，所述pH调节剂为0.2~0.5mol/L质量浓度的NaOH溶液。

2.根据权利要求1所述的一种含氟橡胶的改性防水涂料，其特征在于，所述氟橡胶为六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物；所述氟橡胶共聚物的均分子量为800~3000g/mol。

3.根据权利要求1所述的一种含氟橡胶的改性防水涂料，其特征在于，所述氟橡胶的制备方法为将六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯依次加入密炼机中，在140~160℃下，熔融1~2h。

4.根据权利要求1所述的一种含氟橡胶的改性防水涂料，其特征在于，所述防水涂料中还包括含有质量份数1~1.5%戊唑醇的水溶液。

5.根据权利要求1所述的一种含氟橡胶的改性防水涂料，其特征在于，所述高聚物改性沥青的制备方法为将90^#沥青与减压三线油按3:1的比例混合，加热至150~160℃，溶胀30~45min后，用胶体磨研磨60~120min，最后加入粉煤灰，高速搅拌30min。

6.根据权利要求1所述的一种含氟橡胶的改性防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在密闭反应釜中，加入氟橡胶、成膜剂、天然表面活性剂，阻燃剂，在80~100℃的条件下，继续加入填充料，反应1~3h，待温度降至40~50℃时加入pH调节剂，继续反应之后即可得到含氟橡胶的改性防水涂料。