CN113429844A - 一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑防水涂料技术领域，具体公开了一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料及其制备方法。金属屋面丙烯酸高弹防水涂料包括如下重量份数的组分：纯丙烯酸乳液55‑75重量份，钛白粉5‑15重量份，滑石粉15‑25重量份，重质碳酸钙15‑25重量份，分散剂1‑2重量份，消泡剂0.5‑1重量份，杀菌防霉剂0.2‑0.4重量份，成膜助剂1.5‑3重量份，增稠剂0.5‑0.8重量份，去离子水10‑20重量份，乙二醇0.6‑1重量份，隔热填料7‑12重量份；所述隔热填料为二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。本申请的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有较好的光线反射能力和隔热能力并具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性。

Description

一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑防水涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料及其制备方法。
背景技术
在房屋的建筑装修过程中，有些地方需要进行防水处理，涂抹防水涂料是一种常用的手段。建筑防水涂料是在常温下呈无固定形状的粘稠状液态高分子合成材料，经涂布后，通过溶剂的挥发或水分的蒸发或反应固化后在基层表面可形成坚韧的防水涂膜的材料的总称。
目前，高弹丙烯酸防水涂料是一种比较常用的防水涂料，其以丙烯酸酯高分子聚合物乳液为基料，加入其它助剂而制得的单组分水乳型防水涂料；这种防水涂料经过固化后成的防水涂膜具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性，可以对基材起到防水、防渗以及保护的作用。
但是该防水涂料经过固化后成的防水涂膜的光线反射能力和隔热能力差，日光照射在涂抹有该涂料的金属屋面上，会使建筑物室内的温度迅速升高，而室内的通风效果较差，导致散热效果不佳，从而增加了其他如空调等制冷方式的使用，不仅增加了电力资源的消耗，而且长时间使用空调制冷也不利于人们的身体健康。
发明内容
为了使防水涂料具有较好的光线反射能力和隔热能力并具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性，本申请提供一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，采用如下的技术方案：一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括如下重量份数的组分：纯丙烯酸乳液55-75重量份，钛白粉5-15重量份，滑石粉15-25重量份，重质碳酸钙15-25重量份，分散剂1-2重量份，消泡剂0.5-1重量份，杀菌防霉剂0.2-0.4重量份，成膜助剂1.5-3重量份，增稠剂0.5-0.8重量份，去离子水10-20重量份，乙二醇0.6-1重量份，隔热填料7-12重量份；所述隔热填料为二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
通过采用上述技术方案，本申请对金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的各组分及配比进行合理的选择与设计，且各原料之间协同发挥作用，使得制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有较好的光线反射能力和隔热能力并具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性，以乙基纤维素为基底，采用乳液法制备乙基纤维素多孔微球，并将纳米二氧化钛粒子均匀的分散于乙基纤维素多孔微球中，二氧化钛粒子与乙基纤维素多孔微球的微孔之间的协同作用，增强了对太阳光的光散射效果，从而减少太阳光照射在金属屋面上使金属屋面内的温度过高的可能性。
优选的，金属屋面丙烯酸高弹防水涂料包括如下重量份数的组分：纯丙烯酸乳液60-70重量份，钛白粉8-12重量份，滑石粉17-22重量份，重质碳酸钙17-20重量份，分散剂1-2重量份，消泡剂0.5-1重量份，杀菌防霉剂0.2-0.4重量份，成膜助剂2-3重量份，增稠剂0.5-0.8重量份，去离子水12-17重量份，乙二醇0.6-1重量份，隔热填料8-10重量份。
优选的，所述二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料按照如下工艺制备得到：S1，将乙基纤维素加入到乙酸己酯中，搅拌均匀，然后加入纳米二氧化钛粒子并搅拌均匀；S2，将十二烷基硫酸钠加入到乙酸乙酯饱和水溶液中并搅拌均匀；S3，将S1获得的溶液加入到S2获得的溶液中并搅拌均匀；S4，将S3获得的溶液加入到十二烷基硫酸钠的去离子水溶液中并搅拌均匀；S5，将S4获得的溶液真空抽滤收集粉体并干燥处理；所述纳米二氧化钛与乙基纤维素的重量比为1:(2-6)。
优选的，所述纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:(3-5)。
优选的，所述纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:4。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛粒子对乙基纤维素多孔微球连通孔结构会形成抑制作用，从而对多孔化进行改性，使乙基纤维素多孔微球的光散射能力有较大幅度的提升，高折射率物质与低折射率物质相互交替存在，所构成的体系对太阳光会有比较强的反射及折射作用。
优选的，所述纳米二氧化钛粒子为金红石型纳米二氧化钛粒子。
通过采用上述技术方案，金红石型纳米二氧化钛粒子更趋向稳定，不仅提高了二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料的结构稳定性，同时也使金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有更优异的耐候性。
优选的，所述杀菌防霉剂选自HY-606D-2(购自北京麦尔化工科技有限公司)、MD-148(购自佛山市蓝峰助剂有限公公司)、BG300(购自东莞博高化工有限公司)中的至少一种。
通过采用上述技术方案，杀菌防霉剂具有抑菌和灭菌效果,使金属屋面丙烯酸高弹防水涂料减少了滋生微生物的可能性,提高金属屋面使用寿命的效果。
优选的，所述增稠剂为羟甲基纤维素(购自济南汇锦川化工有限公司)、羟乙基纤维素(购自济南汇锦川化工有限公司)中的一种。
通过采用上述技术方案，限定羟甲基纤维素和羟乙基纤维素作为增稠剂使用，使金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的各项性能更好。
优选的，还包括重量份数为1-2份的pH调节剂；所述pH调节剂采用AMP-95多功能助剂(购自广州市启华化工有限公司)。
通过采用上述技术方案，pH调节剂使金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有了更优异的附着性、延伸性和弹塑性。
第二方面，本申请提供一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的制备方法，包括以下步骤：B1，按重量份数称量纯丙烯酸乳液、钛白粉、滑石粉、重质碳酸钙、增稠剂、分散剂，并搅拌混匀；B2，按重量分数称量隔热填料，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，按重量分数称量去离子水、消泡剂、杀菌防霉剂、乙二醇并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，按重量分数称量成膜助剂，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
通过采用上述技术方案，金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的制备方法简单，使用方便，易于实现，使得制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有较高的防水性、隔热性和拉伸性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料，由于二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料的高折射率物质与低折射率物质相互交替存在，所构成的体系对太阳光会有比较强的反射及折射作用，使本申请金属屋面丙烯酸高弹防水涂料获得了较好的光线反射能力和隔热效果；
2、本申请对金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的各组分及配比进行合理的选择与设计，且各原料之间协同发挥作用，使得制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有较好的光线反射能力和隔热能力并具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本发明所涉及的原料和组分的规格和来源信息如表1所示。
表1原料和组分的规格和来源信息
Figure BDA0003165416000000031
Figure BDA0003165416000000041
制备例
制备例1
隔热填料二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料采用以下方法制得：
S1，将乙基纤维素加入到乙酸己酯中，搅拌均匀，然后加入纳米二氧化钛粒子(选自金红石型纳米二氧化钛粒子)并搅拌均匀；S2，将十二烷基硫酸钠加入到乙酸乙酯饱和水溶液中并搅拌均匀；S3，将S1获得的溶液加入到S2获得的溶液中并搅拌均匀；S4，将S3获得的溶液加入到十二烷基硫酸钠的去离子水溶液中并搅拌均匀；S5，将S4获得的溶液真空抽滤收集粉体并干燥处理；其中纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:2。
制备例2
与制备例1的不同之处在于，纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:3。
制备例3
与制备例1的不同之处在于，纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:4。
制备例4
与制备例1的不同之处在于，纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:5。
制备例5
与制备例1的不同之处在于，纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:6。
制备例6
与制备例1的不同之处在于，纳米二氧化钛粒子选用锐钛型纳米二氧化钛粒子。
实施例
实施例1
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
B1，称取纯丙烯酸乳液55kg、钛白粉5kg、滑石粉15kg、重质碳酸钙15kg、增稠剂(选用羟甲基纤维素)0.5kg、分散剂1kg，并搅拌混匀；B2，称取隔热填料(选用制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料)7kg，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，称取去离子水10kg、消泡剂0.5kg、杀菌防霉剂(选用HY-606D-2)0.2kg、乙二醇0.6kg并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，称取成膜助剂1.5kg，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
实施例2
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
B1，称取纯丙烯酸乳液65kg、钛白粉10kg、滑石粉20kg、重质碳酸钙20kg、增稠剂(选用羟甲基纤维素)0.6kg、分散剂1.5kg，并搅拌混匀；B2，称取隔热填料(选用制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料)9kg，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，称取去离子水15kg、消泡剂0.8kg、杀菌防霉剂(选用HY-606D-2)0.3kg、乙二醇0.8kg并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，称取成膜助剂2.3kg，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
实施例3
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
B1，称取纯丙烯酸乳液75kg、钛白粉15kg、滑石粉25kg、重质碳酸钙25kg、增稠剂(选用羟甲基纤维素)0.6kg、分散剂1.5kg，并搅拌混匀；B2，称取隔热填料(选用制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料)12kg，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，称取去离子水20kg、消泡剂1kg、杀菌防霉剂(选用HY-606D-2)0.4kg、乙二醇1kg并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，称取成膜助剂3kg，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
实施例4
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，隔热填料选自制备例1制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
实施例5
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，隔热填料选自制备例2制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
实施例6
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，隔热填料选自制备例4制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
实施例7
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，隔热填料选自制备例5制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
实施例8
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，隔热填料选自制备例6制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
实施例9
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，杀菌防霉剂选自MD-148。
实施例10
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，杀菌防霉剂选自BG300。
实施例11
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例2的不同之处在于，在步骤B4中，在加入成膜助剂后还添加了1kg的pH调节剂，pH调节剂选用AMP-95多功能助剂。
实施例12
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例11的不同之处在于，pH调节剂的添加量为1.5kg。
实施例13
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，与实施例11的不同之处在于，pH调节剂的添加量为2kg。
对比例
对比例1
普通金属屋面丙烯酸防水涂料，购自山东银荷防水材料有限公司，型号YHTJS-001。
对比例2
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
B1，称取纯丙烯酸乳液50kg、钛白粉3kg、滑石粉10kg、重质碳酸钙10kg、增稠剂(选用羟甲基纤维素)0.3kg、分散剂0.6kg，并搅拌混匀；B2，称取隔热填料(选用制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料)3kg，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，称取去离子水6kg、消泡剂0.3kg、杀菌防霉剂(选用HY-606D-2)0.1kg、乙二醇0.3kg并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，称取成膜助剂1kg，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
对比例3
一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
B1，称取纯丙烯酸乳液80kg、钛白粉20kg、滑石粉30kg、重质碳酸钙30kg、增稠剂(选用羟甲基纤维素)1kg、分散剂3kg，并搅拌混匀；B2，称取隔热填料(选用制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料)15kg，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，称取去离子水25kg、消泡剂1.5kg、杀菌防霉剂(选用HY-606D-2)0.6kg、乙二醇1.5kg并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，称取成膜助剂4kg，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1.根据JG/T375-2012《金属屋面丙烯酸高弹防水涂料》，对实施例和对比例中防水涂料的太阳反射比(％)、拉伸强度(MPa)、拉断伸长率(％)、不透水性、剥离粘接性(N/mm)进行测试；2.将实施例和对比例中防水涂料涂在20mm(长)×20mm(宽)×1mm(厚)的铁板上做成样板，在同一空间和相同光照的条件下测试样板相背两侧的隔热温差。
表2性能测试结果
Figure BDA0003165416000000071
Figure BDA0003165416000000081
结合实施例1-3和对比例1-3并结合表2可以看出，实施例1-3制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的反射比和隔热温差明显高于对比例1的普通金属屋面丙烯酸防水涂料以及对比例2-3制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，而且通过实施例1-3制得的金属屋面丙烯酸高弹防水涂料具有较好的耐水性、附着性、延伸性和弹塑性。纳米二氧化钛粒子均匀的分散于乙基纤维素基底中，二氧化钛粒子与乙基纤维素多孔微球的微孔之间的协同作用，增强了对太阳光的光散射效果。
结合实施例2和实施例4-8并结合表2可以看出，通过控制纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比，制备例3制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料使防水涂料具有更优异的光线反射能力和隔热能力，而且使用金红石型纳米二氧化钛粒子制得的二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料用于防水涂料后的光线反射能力和隔热能力要优于使用锐钛型纳米二氧化钛粒子。
结合实施例2和实施例11-13并结合表2可以看出，通过加入PH调节剂，使防水涂料具有了更好的附着性、延伸性和弹塑性，pH调节剂可以提高黏度，并在偏碱的条件下能保持长期稳定；pH调节剂对防水涂料贮存稳定性、抗腐败、防腐蚀、黏度及涂膜的性能均有一定的影响。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：纯丙烯酸乳液55-75重量份，钛白粉5-15重量份，滑石粉15-25重量份，重质碳酸钙15-25重量份，分散剂1-2重量份，消泡剂0.5-1重量份，杀菌防霉剂0.2-0.4重量份，成膜助剂1.5-3重量份，增稠剂0.5-0.8重量份，去离子水10-20重量份，乙二醇0.6-1重量份，隔热填料7-12重量份；所述隔热填料为二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料。
2.根据权利要求1所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：包括如下重量份数的组分：纯丙烯酸乳液60-70重量份，钛白粉8-12重量份，滑石粉17-22重量份，重质碳酸钙17-20重量份，分散剂1-2重量份，消泡剂0.5-1重量份，杀菌防霉剂0.2-0.4重量份，成膜助剂2-3重量份，增稠剂0.5-0.8重量份，去离子水12-17重量份，乙二醇0.6-1重量份，隔热填料8-10重量份。
3.根据权利要求2所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述二氧化钛/乙基纤维素复合多孔微球材料按照如下工艺制备得到：S1，将乙基纤维素加入到乙酸己酯中，搅拌均匀，然后加入纳米二氧化钛粒子并搅拌均匀；S2，将十二烷基硫酸钠加入到乙酸乙酯饱和水溶液中并搅拌均匀；S3，将S1获得的溶液加入到S2获得的溶液中并搅拌均匀；S4，将S3获得的溶液加入到十二烷基硫酸钠的去离子水溶液中并搅拌均匀；S5，将S4获得的溶液真空抽滤收集粉体并干燥处理；所述纳米二氧化钛与乙基纤维素的重量比为1:(2-6)。
4.根据权利要求3所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:(3-5)。
5.根据权利要求4所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛粒子与乙基纤维素的重量比为1:4。
6.根据权利要求3-5任一所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛粒子为金红石型纳米二氧化钛粒子。
7.根据权利要求1-2任一所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述杀菌防霉剂选自HY-606D-2、MD-148、BG300中的至少一种。
8.根据权利要求1-2任一所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：所述增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种。
9.根据权利要求1-2任一所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料，其特征在于：还包括重量份数为1-2份的pH调节剂；所述pH调节剂采用AMP-95多功能助剂。
10.权利要求1-8任一所述的一种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：B1，按重量份数称量纯丙烯酸乳液、钛白粉、滑石粉、重质碳酸钙、增稠剂、分散剂，并搅拌混匀；B2，按重量分数称量隔热填料，将隔热填料加入到B1得到的混合液中并搅拌均匀；B3，按重量分数称量去离子水、消泡剂、杀菌防霉剂、乙二醇并加入到B2得到的混合液中，然后搅拌均匀；B4，按重量分数称量成膜助剂，将成膜助剂加入到B3得到的混合液中并搅拌均匀，得到金属屋面丙烯酸高弹防水涂料。
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