CN108822714A - 一种疏水性提升的防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种疏水性提升的防水涂料。防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚、端羟基聚醚、异氰酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂、疏水改性填料、催化剂、环己烷、硅烷偶联剂和助剂；其中，疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙；无机填料经过以有机硅烷偶联剂、硬脂酸、乙二醇和乙酸为主要成分的改性剂的表面处理，使得无机填料的疏水性和与聚氨酯聚合物的相容性均得到了提高，从而改善了改型防水涂料的疏水性能、材料稳定性和耐候性能。

Description

一种疏水性提升的防水涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种疏水性提升的防水涂料。
背景技术
防水涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份的。它在空气中的湿气接触后固化，能在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝的整体防水膜。这种涂料的施工工艺简单，对基材的结构和性质无特定要求，粘结效果好，固化时间较低。
市场上的聚氨酯类防水材料有两大类：一是普通聚氨酯类防水涂料；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。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。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，这些溶剂也含有毒性；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，聚合物的柔性与水泥的刚性结为一体，使得它在抗渗性与材料强度方面表现优异。它的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。但是由于聚合物水泥基型防水涂料中水泥基料的疏水性较差，因此这种涂料的防水性能一般低于普通聚氨酯类防水涂料。此外，由于在涂料中使用了无机填料成分，这种材料与有机聚合物的相容性较差，耐候性也相对较低，涂料的固化时间更长。
专利公开号CN105462479A提供了一种环保型耐候自分层单组分防水涂料及其制备方法，该防水涂料中水性聚氨酯乳液、水性聚氨酯改性氟碳树脂乳液、杀菌剂、消泡剂，由于不使用无机填料，因此该型防水涂料的稳定性更好，但是涂料的耐候性较差，耐腐蚀、抗老化性能不足，材料的强度较低，使用过程中容易老化脱落。
专利公开号CN104559733A公开了一种双组份聚氨酯涂料，该涂料中添加了重钙、炭黑和滑石粉作为无机填料，可以提高涂料的机械强度和耐候性能，但是由于无机填料和有机溶剂的相容性较差，涂料的化学稳定性较差，粘结性能表现不足，由于无机填料的使用，涂料的疏水性相应降低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种疏水性提升的防水涂料，这种涂料在聚氨酯类有机聚合物中添加了疏水改性的无机填料，不仅改善了涂料的强度，粘结效果，还提高了涂料的疏水性、材料稳定性和耐候性能。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种疏水性提升的防水涂料，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚40-50份，端羟基聚醚20-35份，异氰酸酯15-20份，邻苯二甲酸二辛酯1-2份，扩链剂2-3份，疏水改性填料18-23份，催化剂1-3份，环己烷6-8份，硅烷偶联剂1.3-1.6份，助剂2-5份。
优选地，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚42-45份，端羟基聚醚35-30份，异氰酸酯17-18份，邻苯二甲酸二辛酯1.4-1.6份，扩链剂2.4-2.7份，疏水改性填料21-22份，催化剂1.8-2.4份，环己烷7.4-7.8份，偶联剂1.4-1.5份，助剂3-4份。
进一步优选地，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚43份，端羟基聚醚32份，异氰酸酯18份，邻苯二甲酸二辛酯1.6份，扩链剂2.6份，疏水改性填料22份，催化剂2份，环己烷7.6份，偶联剂1.4份，助剂3.5份。
优选地，所述疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙。
本发明中，疏水改性填料的制备方法为，按照质量份数，准备以下原料：高岭土45份，滑石粉32份，轻质碳酸钙18份，有机硅烷偶联剂3份，硬脂酸4份，乙二醇17份，乙酸6份，将有机硅烷偶联剂和硬脂酸混合，然后加入到硬脂酸和乙二醇的混合溶剂中，充分搅拌均匀，得到改性剂；将高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙加入到混料机中，以200-250r/min的转速混合搅拌，搅拌过程中使用雾化器将改性剂雾化后喷入到混料机中的混合填料上，混合搅拌时间为20-30min，混料结束后，以60-65℃的温度进行恒温干燥处理，待物料表面完全干燥后，将物料送入到研磨机中粉碎研磨，得到所需疏水改性填料。
其中，疏水改性填料研磨后的材料细度为2-5μm。
优选地，端氨基聚醚的分子量为2000-3000；段羟基聚醚的分子量为1000-1500。
优选地，扩链剂为水合肼和二羟基甲基丙酸的等比混合物；催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡或异辛酸铅。
优选地，助剂包括流平剂、防沉剂、消泡剂和抗氧剂，四者的质量比为1:1:2:3。
本发明提供的防水涂料的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数，将端氨基聚醚和端羟基聚醚加入到反应釜中，以90-100℃的温度真空脱水处理，然后将反应釜中的温度降至30-35℃，向反应釜中投入异氰酸酯、环己烷、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂和催化剂搅拌混合，并升温至60-65℃，保温搅拌反应3-3.5h，然后将反应釜中的物料温度降至30-35℃后，投入到超声分散机中，并向超声分散机中加入疏水改性填料、硅烷偶联剂和助剂，超声分散处理15-20min，得到所需防水涂料。
本发明具有如下的有益效果：
该型防水涂料以聚氨酯类聚合物为涂料基体，其中聚氨酯类聚合物是以端氨基聚醚和端羟基聚醚按特定比例混合后与异氰酸酯聚合反应后制得的，这种聚合物中特定的端基使得其余改性后的无机填料的相容性更好，从而提高涂料的稳定性和耐候性能。
该型防水涂料中使用的无机填料包括高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙，无机填料在使用前经过改性处理，改性处理后的无机填料由于表面特定基团的作用，材料的疏水性能得到显著提升，并且改善了填料与聚氨酯聚合物的界面相容性。
该型防水涂料中的聚氨酯聚合物、无机填料、邻苯二甲酸二辛酯和环己烷之间的协同作用还改善了涂料的固化时间，使得该型涂料具有良好的快干性能。
涂料中的助剂中包括流平剂、防沉剂和消泡剂，这些助剂可以提高涂料的成膜效果，使得形成的防水涂层稳定均匀，从而提高涂层的强度；涂料中的抗氧剂可以提高涂层的抗老化性能和耐候性能，延长涂料的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种疏水性提升的防水涂料，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚40份，端羟基聚醚20份，异氰酸酯15份，邻苯二甲酸二辛酯1份，扩链剂2份，疏水改性填料18份，催化剂1份，环己烷6份，硅烷偶联剂1.3份，助剂2份。
疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙。
本发明中，疏水改性填料的制备方法为，按照质量份数，准备以下原料：高岭土45份，滑石粉32份，轻质碳酸钙18份，有机硅烷偶联剂3份，硬脂酸4份，乙二醇17份，乙酸6份，将有机硅烷偶联剂和硬脂酸混合，然后加入到硬脂酸和乙二醇的混合溶剂中，充分搅拌均匀，得到改性剂；将高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙加入到混料机中，以200r/min的转速混合搅拌，搅拌过程中使用雾化器将改性剂雾化后喷入到混料机中的混合填料上，混合搅拌时间为20min，混料结束后，以60℃的温度进行恒温干燥处理，待物料表面完全干燥后，将物料送入到研磨机中粉碎研磨，得到所需疏水改性填料。疏水改性填料研磨后的材料细度为2-5μm。
其中，端氨基聚醚的分子量为2000-3000；段羟基聚醚的分子量为1000-1500。
扩链剂为水合肼和二羟基甲基丙酸的等比混合物；催化剂为辛酸亚锡。
助剂包括流平剂、防沉剂、消泡剂和抗氧剂，四者的质量比为1:1:2:3。
本实施例提供的防水涂料的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数，将端氨基聚醚和端羟基聚醚加入到反应釜中，以90℃的温度真空脱水处理，然后将反应釜中的温度降至30℃，向反应釜中投入异氰酸酯、环己烷、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂和催化剂搅拌混合，并升温至60℃，保温搅拌反应3h，然后将反应釜中的物料温度降至30℃后，投入到超声分散机中，并向超声分散机中加入疏水改性填料、硅烷偶联剂和助剂，超声分散处理15min，得到所需防水涂料。
实施例2
一种疏水性提升的防水涂料，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚50份，端羟基聚醚35份，异氰酸酯20份，邻苯二甲酸二辛酯2份，扩链剂3份，疏水改性填料23份，催化剂3份，环己烷8份，硅烷偶联剂1.6份，助剂5份。
疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙。
本发明中，疏水改性填料的制备方法为，按照质量份数，准备以下原料：高岭土45份，滑石粉32份，轻质碳酸钙18份，有机硅烷偶联剂3份，硬脂酸4份，乙二醇17份，乙酸6份，将有机硅烷偶联剂和硬脂酸混合，然后加入到硬脂酸和乙二醇的混合溶剂中，充分搅拌均匀，得到改性剂；将高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙加入到混料机中，以250r/min的转速混合搅拌，搅拌过程中使用雾化器将改性剂雾化后喷入到混料机中的混合填料上，混合搅拌时间为30min，混料结束后，以65℃的温度进行恒温干燥处理，待物料表面完全干燥后，将物料送入到研磨机中粉碎研磨，得到所需疏水改性填料。疏水改性填料研磨后的材料细度为2-5μm。
其中，端氨基聚醚的分子量为2000-3000；段羟基聚醚的分子量为1000-1500。
扩链剂为水合肼和二羟基甲基丙酸的等比混合物；催化剂为二月桂酸二丁锡。
助剂包括流平剂、防沉剂、消泡剂和抗氧剂，四者的质量比为1:1:2:3。
本实施例提供的防水涂料的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数，将端氨基聚醚和端羟基聚醚加入到反应釜中，以100℃的温度真空脱水处理，然后将反应釜中的温度降至35℃，向反应釜中投入异氰酸酯、环己烷、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂和催化剂搅拌混合，并升温至65℃，保温搅拌反应3.5h，然后将反应釜中的物料温度降至35℃后，投入到超声分散机中，并向超声分散机中加入疏水改性填料、硅烷偶联剂和助剂，超声分散处理20min，得到所需防水涂料。
实施例3
一种疏水性提升的防水涂料，按照质量份数，防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚45份，端羟基聚醚30份，异氰酸酯18份，邻苯二甲酸二辛酯1.5份，扩链剂2.5份，疏水改性填料20份，催化剂2份，环己烷7份，硅烷偶联剂1.5份，助剂4份。
疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙。
本发明中，疏水改性填料的制备方法为，按照质量份数，准备以下原料：高岭土45份，滑石粉32份，轻质碳酸钙18份，有机硅烷偶联剂3份，硬脂酸4份，乙二醇17份，乙酸6份，将有机硅烷偶联剂和硬脂酸混合，然后加入到硬脂酸和乙二醇的混合溶剂中，充分搅拌均匀，得到改性剂；将高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙加入到混料机中，以230r/min的转速混合搅拌，搅拌过程中使用雾化器将改性剂雾化后喷入到混料机中的混合填料上，混合搅拌时间为25min，混料结束后，以63℃的温度进行恒温干燥处理，待物料表面完全干燥后，将物料送入到研磨机中粉碎研磨，得到所需疏水改性填料。疏水改性填料研磨后的材料细度为2-5μm。
其中，端氨基聚醚的分子量为2000-3000；段羟基聚醚的分子量为1000-1500。
扩链剂为水合肼和二羟基甲基丙酸的等比混合物；催化剂为异辛酸铅。
助剂包括流平剂、防沉剂、消泡剂和抗氧剂，四者的质量比为1:1:2:3。
本实施例提供的防水涂料的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数，将端氨基聚醚和端羟基聚醚加入到反应釜中，以95℃的温度真空脱水处理，然后将反应釜中的温度降至33℃，向反应釜中投入异氰酸酯、环己烷、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂和催化剂搅拌混合，并升温至62℃，保温搅拌反应3.3h，然后将反应釜中的物料温度降至34℃后，投入到超声分散机中，并向超声分散机中加入疏水改性填料、硅烷偶联剂和助剂，超声分散处理17min，得到所需防水涂料。
性能测试
按照GB/T19250-2013《聚氨酯防水涂料》技术标准中的测试方法，对本实施例防水涂料的干燥时间、拉伸强度、断裂伸长率，不透水性和粘结强度等性能进行测试，得到如下测试结果：
表1：本实施例防水涂料的性能测试结果：
分析以上实验数据发现，本实施例的防水涂料在干燥时间、拉伸强度、断裂伸长率和粘结强度等性能指标上，均能达到并超过国家标准的要求，性能非常突出，其中本实施例中的防水涂料的不透水性表现尤其突出，材料以远超国家标准要求的实验参数进行试验，依然可以保持良好的防水性能，这体现了本发明中防水涂料的疏水性要高于一般防水涂料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：按照质量份数，所述防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚40-50份，端羟基聚醚20-35份，异氰酸酯15-20份，邻苯二甲酸二辛酯1-2份，扩链剂2-3份，疏水改性填料18-23份，催化剂1-3份，环己烷6-8份，硅烷偶联剂1.3-1.6份，助剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：按照质量份数，所述防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚42-45份，端羟基聚醚35-30份，异氰酸酯17-18份，邻苯二甲酸二辛酯1.4-1.6份，扩链剂2.4-2.7份，疏水改性填料21-22份，催化剂1.8-2.4份，环己烷7.4-7.8份，偶联剂1.4-1.5份，助剂3-4份。
3.根据权利要求2所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：按照质量份数，所述防水涂料中含有以下组分：端氨基聚醚43份，端羟基聚醚32份，异氰酸酯18份，邻苯二甲酸二辛酯1.6份，扩链剂2.6份，疏水改性填料22份，催化剂2份，环己烷7.6份，偶联剂1.4份，助剂3.5份。
4.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于： 所述疏水改性填料中含有的无机填料为高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：所述疏水改性填料的制备方法为，按照质量份数，准备以下原料：高岭土45份，滑石粉32份，轻质碳酸钙18份，有机硅烷偶联剂3份，硬脂酸4份，乙二醇17份，乙酸6份，将有机硅烷偶联剂和硬脂酸混合，然后加入到硬脂酸和乙二醇的混合溶剂中，充分搅拌均匀，得到改性剂；将高岭土、滑石粉和轻质碳酸钙加入到混料机中，以200-250r/min的转速混合搅拌，搅拌过程中使用雾化器将改性剂雾化后喷入到混料机中的混合填料上，混合搅拌时间为20-30min，混料结束后，以60-65℃的温度进行恒温干燥处理，待物料表面完全干燥后，将物料送入到研磨机中粉碎研磨，得到所需疏水改性填料。
6.根据权利要求5所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：所述疏水改性填料研磨后的材料细度为2-5μm。
7.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：所述端氨基聚醚的分子量为2000-3000；段羟基聚醚的分子量为1000-1500。
8.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：所述扩链剂为水合肼和二羟基甲基丙酸的等比混合物；催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡或异辛酸铅。
9.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于，所述助剂包括流平剂、防沉剂、消泡剂和抗氧剂，四者的质量比为1:1:2:3。
10.根据权利要求1所述的一种疏水性提升的防水涂料，其特征在于：所述防水涂料的制备方法包括如下步骤：
按照质量份数，将端氨基聚醚和端羟基聚醚加入到反应釜中，以90-100℃的温度真空脱水处理，然后将反应釜中的温度降至30-35℃，向反应釜中投入异氰酸酯、环己烷、邻苯二甲酸二辛酯、扩链剂和催化剂搅拌混合，并升温至60-65℃，保温搅拌反应3-3.5h，然后将反应釜中的物料温度降至30-35℃后，投入到超声分散机中，并向超声分散机中加入疏水改性填料、硅烷偶联剂和助剂，超声分散处理15-20min，得到所需防水涂料。
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