CN115197614B - 混凝土用防水防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑涂料领域，具体为一种混凝土用防水防腐涂料及其制备方法。本发明制备了一种混凝土用防水防腐涂料，其以水性氟碳树脂为基材，用水性羟基丙烯酸树脂改善其亲水性，用本发明自制的自清洁复合材料改善其去灰尘和污染物降解的能力，从而获得了一种即具有氟碳涂料的防水防腐、高耐候性、耐化学性优点，又具有不沾灰、自清洁的新型涂料。本发明以纳米二氧化硅为基材，并在纳米二氧化硅表面负载一层硅钨酸，以三甲基硅咪唑为修饰剂，以EDTA二钠和十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂，得到了一种分散性好、光催化性能优异的自清洁复合材料。

Description

混凝土用防水防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料领域，具体为一种混凝土用防水防腐涂料及其制备方法。
背景技术
氟碳涂料是以含氟共聚树脂或氟烯烃及其它的共聚物为主成膜物质，经加工、改性、研磨制得的具有高耐候性、高耐沾污性、高保色性和低毒性等高性能涂料。氟碳涂料广泛应用于重防腐、高档装饰、防粘和润滑处理等方面。在欧美等国家，把氟烯烃的聚合物作为成膜物质或者其他单体与氟烯烃的共聚物作为成膜物质的涂料称为“氟碳涂料(fluorocarbon coating)”，在我国则通常称之为“含氟涂料”。
氟碳涂料及氟碳树脂的很多优异特性都取决于C-F化学键，氟原子具有较小的半径，较大的电负性，极小的极化率，C-F键键长较小，键能较大。由于氟原子的电负性较大，带有较多的负电荷，相邻的氟原子之间会互相排斥，使含氟基团的氟原子顺着锯齿状的碳链作螺旋型分布。中间的碳链周围被带负电的F原子紧紧围绕,形成了高度保护。又由于氟原子的极化率较小,因此氟碳树脂高度绝缘,突出的表现出高度的热稳定性、耐化学稳定性。因此以有机氟树脂作为成膜物质的氟碳涂料，具有优异的耐候性、耐寒性、耐久性、耐水性、耐酸碱性、耐沾污性、防腐性和绝缘性等性能，具有其它涂料无法比拟的优越性。
自1938年，美国杜邦(Dupont)公司的R.J.Plunkett成功合成聚四氟乙烯以来，氟碳树脂进入市场已经有近80年的历史。1948年，杜邦公司成功申请了聚偏氟乙烯的第一项专利。1965年，首种聚偏二氟乙烯涂料Kynar500面世。1982年，日本旭硝子公司开发出能够室温固化的氟乙烯功能性聚合物。至此，正式打开了研究水溶性氟碳涂料以及可常温固化的氟碳涂料的大门。水性氟碳树脂虽起步较晚，但其可与有机氟树脂相媲美的耐候性、耐蚀性、耐久性，以及突出的环保、安全、低VOC含量等性能，使其瞬间成为21世纪各国重点开发的对象。
但由于水性氟碳树脂价格较高，在现实的应用中一般是使用其他涂料改性后的氟碳涂料。其它涂料的引入使其表面能增大，与水滴的接触角减小(一般在90°)。从而使油性污染物很容易附着在涂料的表面使其外观等其他性能下降，而且灰尘容易附着在涂层的表面，在雨水等外力的作用下灰尘等无机污染物不容易被冲刷下来。改性后的氟碳涂料易受污染而且不易被清洗的缺点在一定程度上限制了氟碳涂料在实际中的应用，研制出具有自清洁性的氟碳涂料具有重大的实际应用价值。
混凝土结构具有多孔、表面粗糙的特征，易受到环境中的CO2、水和盐离子等侵蚀而产生裂缝、碳化的危害。其中氯离子会使混凝土中的钢筋锈蚀，最终影响混凝土结构本身的耐久性。采取有效的防护措施能延长混凝土结构建筑的服役时间，并确保安全性。涂刷涂料是最简单有效的防护措施之一。
水性氟碳涂料中的主要成膜物质为氟树脂，因氟原子的存在，使涂层具有高耐候性、良好的耐化学性等特点，适合混凝土的长效防护。应用于建筑防护的氟碳漆对于清洁的要求更高，氟碳漆易受污染而且不易被清洗的缺点被进一步放大，因此，解决这一难题非常有利于推广氟碳漆在建筑涂料中的应用。
CN 111019472 A公开了了一种混凝土单组份水性氟碳涂料，包括下述重量百分比的组分：去离子水、PH调节剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、钛白粉、重钙、煅烧高岭土、防冻剂、单组份氟碳乳液、成膜助剂、杀菌剂、防霉剂、增稠剂、防沉剂；具有低VOC环保，装饰性、耐候性和耐污性，且为单组份，使用方便的外墙用水性氟碳涂料；水性配方、绿色环保；单组份配方使用方便；性能优异，价格低，性价比极高。但是，其没有解决氟碳漆易受污染而且不易被清洗的缺点。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种混凝土用防水防腐涂料及其制备方法。
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：72.8-106.5份A组分、5-10份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：50-60份水性氟碳树脂、10-20份水性羟基丙烯酸树脂、1-2份自清洁复合材料、0.2-1份分散剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1份增稠剂、1-2份成膜剂、10-20份水。
所述B组分为固化剂。
所述分散剂为分散剂LBD-1、聚羧酸铵盐中的至少一种。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂、消泡剂154和迪高825中的至少一种。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。
所述成膜剂为醇酯十二、3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。
所述固化剂为水性异氰酸酯、聚氨酯中的至少一种。
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20-21份正硅酸乙酯和18-19份无水乙醇混合，然后在200-300r/min的速度下搅拌20-40min，得到溶液A；然后取18-19份无水乙醇、9-10份水与0.45-0.5份盐酸混合，然后在200-300r/min的速度下搅拌20-40min，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中，以300-400r/min转速搅拌，得到二氧化硅溶胶；
S2按质量份计，将3-5份硅钨酸、0.5-1份表面活性剂、1-2份三甲基硅咪唑溶解在80-100份水中，得到硅钨酸溶液，然后将15-20份步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，先以200-300r/min转速搅拌5-7h，过滤取滤饼、洗涤，然后置于100-200℃干燥10-12h，最后置于350-650℃下煅烧3-5h，得到所述自清洁复合材料。
所述表面活性剂为EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；优选的，所述表面活性剂由EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠按质量比(1-2)：(3-4)混合而成。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将10-20份水、1-2份自清洁复合材料、0.2-1份分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入10-20份水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌10-20min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将50-60份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合搅拌，搅匀后加入0.1-0.5份消泡剂、0.5-1份增稠剂、1-2份成膜剂，高速搅拌15-30min，得到A组份；
(3)按质量份计，将72.8-106.5份步骤(2)制得的A组份与5-10份B组份混合，高速搅拌5-15min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
由于氟碳涂料表面能比较低，表现出疏水亲油性，氟碳涂料涂装后在使用环境中极易受油性物质的污染。针对这一缺陷，本发明首先采用水性羟基丙烯酸树脂和水性氟碳树脂配合，利用水性羟基丙烯酸树脂多羟基的特性，改善涂料的表面能，提高其亲水性。但是，本发明发现单纯采用水性羟基丙烯酸树脂无法较明显的改善氟碳涂料的耐污性，本发明认为这是由于水性羟基丙烯酸树脂虽然改善了氟碳涂料的亲水性，但是其并没有能给减少灰尘与涂层的接触面积，水性羟基丙烯酸树脂和水性氟碳树脂混合涂料，其表面过于光滑，对灰尘的吸附力较大。
因此，本发明进一步合成了一种自清洁复合材料，其以纳米二氧化硅为基材，并在纳米二氧化硅表面负载一层硅钨酸。由于二氧化硅的加入在氟碳涂料的表面形成了凹凸不平的特殊的微结构，一方面导致水滴与氟碳涂层的接触角增大，从而有利于水滴在氟碳涂层的表面滚动把粘附在涂层表面的灰尘冲带走；另一方面显微粗糙表面也可使灰尘与涂层的接触面积下降至原来的1％以下，从而使灰尘与水滴的粘着力大于灰尘与涂层的附着力，有水滴流过时，水滴就可以成珠滚落，同时把灰尘带走，保持涂层表面的清洁。二氧化硅的加入可以使氟碳涂料的耐沾污性提高，并且随着二氧化硅含量的提高其耐沾污性能也提高，当接触角达到130°以上时就有明显的憎水耐污性。而硅钨酸作为一种杂多酸，其具有酸性和氧化性，可作为酸、氧化或双功能催化剂，其在有机污染物降解方面展现出了优异的性能。但是，其缺陷在于比表面积小、不易吸附有机污染物，易团聚、分散性差。其负载在纳米二氧化硅上，二氧化硅的加入会使硅钨酸的纳米粒径减小，比表面积迅速增大，从而非常有利于其对有机污染物的吸附；二是二氧化硅的引入能够使硅钨酸在涂料表面形成很强的路易斯酸位，表面酸度值的提升不仅仅可以在表面形成更强的吸附位，另一方面而且还可以形成比较强的经基团，新形成的经基团能够阻止电子与空穴的复合而丧失光催化能力，有利于提高硅钨酸的光催化性能。
此外，水性羟基丙烯酸树脂的加入提高了涂料表面的亲水性，从而导致更多的羟基能够吸附在涂料表面。因为更多的羟基能够吸附在表面，有利于羟基自由基的产生，所以亲水性能够加强光催化降解。另一方面由于表面吸附了有机杂质从而使表面由亲水性向疏水性转变。光催化可以降解有机物重新恢复涂层表面的亲水性。
更进一步的，为了提升自清洁复合材料的分散性和光催化性能，本发明在硅钨酸负载的过程中加入三甲基硅咪唑作为修饰剂对硅钨酸负载的纳米二氧化硅进行修饰，并利用EDTA二钠和十二烷基苯磺酸钠协同调控硅钨酸的负载速率和负载量。三甲基硅咪唑接枝于硅钨酸负载的纳米二氧化硅上，由于咪唑基团的存在，其提升了涂料的抑菌性，咪唑基团还对于电子具有较强的吸收能力，能够进一步降低电子与空穴的复合，提升其光催化降解污染物的效果，由于硅烷基极强的稳定性，其不易水解生成硅羟基，从而抑制了纳米二氧化硅的聚合，提升了其分散性。而EDTA二钠和十二烷基苯磺酸钠的引入也进一步增强了硅钨酸负载的纳米二氧化硅的光催化性能。本发明推测这是由于EDTA二钠螯合硅离子，使得负载的硅钨酸中产生了较多的硅缺陷，从而导致路易斯酸位暴露更多，增强了其光催化性能，十二烷基苯磺酸钠则改善了硅钨酸在纳米二氧化硅表面负载的均匀程度，二者协同，大大提升了其光催化性能。
本发明有益效果：
1.本发明制备了一种混凝土用防水防腐涂料，其以水性氟碳树脂为基材，用水性羟基丙烯酸树脂改善其亲水性，用本发明自制的自清洁复合材料改善其去灰尘和污染物降解的能力，从而获得了一种即具有氟碳涂料的防水防腐、高耐候性、耐化学性优点，又具有不沾灰、自清洁的新型涂料。
2.本发明以纳米二氧化硅为基材，并在纳米二氧化硅表面负载一层硅钨酸，以三甲基硅咪唑为修饰剂，以EDTA二钠和十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂，得到了一种分散性好、光催化性能优异的自清洁复合材料。
具体实施方式
醇酯十二，CAS：25265-77-4。
聚氨酯，型号：XP2655，拜耳Bayhydur。
水性氟碳树脂，型号：DF-300，上海东氟化工科技有限公司。
水性羟基丙烯酸树脂，货号：XTN-5365，深圳海德新材料科技有限公司。
水性涂料增稠剂C-100，采购自广东中联邦精细化工有限公司。
实施例所用盐酸浓度为35wt％。
实施例1
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：75.5份水性氟碳树脂、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、0.5份分散剂、75.5份水性氟碳树脂混合，以80r/min转速搅拌10min后加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，以380r/min转速搅拌20min，得到A组份；
(2)按质量份计，将94份步骤(1)制得的A组份与6份B组份混合，以380r/min转速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
实施例2
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：60.5份水性氟碳树脂、15份水性羟基丙烯酸树脂、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、0.5份分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入15份水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌15min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将60.5份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合，以380r/min转速搅拌10min后加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，以380r/min转速搅拌20min，得到A组份；
(3)按质量份计，将94份步骤(2)制得的A组份与6份B组份混合，以380r/min转速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
实施例3
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：74份水性氟碳树脂、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将21份正硅酸乙酯和19份无水乙醇混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液A；然后取19份无水乙醇、10份水与0.5份盐酸混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中，以380r/min转速搅拌30min，得到二氧化硅溶胶；
S2按质量份计，将4份硅钨酸、0.6份表面活性剂、1.5份三甲基硅咪唑溶解在90份水中，得到硅钨酸溶液，然后将18份步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，先以280r/min转速搅拌6h，过滤取滤饼、洗涤，然后置于120℃干燥11h，最后置于500℃下煅烧4h，得到所述自清洁复合材料。
所述表面活性剂由EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠按质量比2：3混合而成。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂加入到搅拌罐中，以80r/min转速搅拌15min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将74份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合，以380r/min转速搅拌10min后，加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，以380r/min转速搅拌20min，得到A组份；
(3)按质量份计，将94份步骤(2)制得的A组份与6份B组份混合，以380r/min转速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
实施例4
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：59份水性氟碳树脂、15份水性羟基丙烯酸树脂、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将21份正硅酸乙酯和19份无水乙醇混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液A；然后取19份无水乙醇、10份水与0.5份盐酸混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中，以380r/min转速搅拌30min，得到二氧化硅溶胶；
S2按质量份计，将4份硅钨酸、0.6份表面活性剂、1.5份三甲基硅咪唑溶解在90份水中，得到硅钨酸溶液，然后将18份步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，先以280r/min转速搅拌6h，过滤取滤饼、洗涤，然后置于120℃干燥11h，最后置于500℃下煅烧4h，得到所述自清洁复合材料。
所述表面活性剂由EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠按质量比2：3混合而成。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入15份水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌15min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将59份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合搅拌，搅匀后加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，高速搅拌20min，得到A组份；
(3)按质量份计，将94份步骤(2)制得的A组份与6份B组份混合，高速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
实施例5
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：59份水性氟碳树脂、15份水性羟基丙烯酸树脂、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将21份正硅酸乙酯和19份无水乙醇混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液A；然后取19份无水乙醇、10份水与0.5份盐酸混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中，以380r/min转速搅拌30min，得到二氧化硅溶胶；
S2按质量份计，将4份硅钨酸、0.6份表面活性剂、1.5份三甲基硅咪唑溶解在90份水中，得到硅钨酸溶液，然后将18份步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，先以280r/min转速搅拌6h，过滤取滤饼、洗涤，然后置于120℃干燥11h，最后置于500℃下煅烧4h，得到所述自清洁复合材料。
所述表面活性剂为EDTA二钠。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入15份水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌15min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将59份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合搅拌，搅匀后加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，高速搅拌20min，得到A组份；
(3)按质量份计，将94份步骤(2)制得的A组份与6份B组份混合，高速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
实施例6
一种混凝土用防水防腐涂料，按质量份计，包括以下原料：94份A组分、6份B组分。
所述A组分，按质量份计，包括以下原料：59份水性氟碳树脂、15份水性羟基丙烯酸树脂、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂、15份水。
所述B组分为固化剂；所述固化剂为聚氨酯。
所述分散剂为分散剂LBD-1。
所述消泡剂为BNK-G303消泡剂。
所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100。
所述成膜剂为醇酯十二。
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将21份正硅酸乙酯和19份无水乙醇混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液A；然后取19份无水乙醇、10份水与0.5份盐酸混合，然后在280r/min的速度下搅拌30min，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中，以380r/min转速搅拌30min，得到二氧化硅溶胶；
S2按质量份计，将4份硅钨酸、0.6份表面活性剂、1.5份三甲基硅咪唑溶解在90份水中，得到硅钨酸溶液，然后将18份步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，先以280r/min转速搅拌6h，过滤取滤饼、洗涤，然后置于120℃干燥11h，最后置于500℃下煅烧4h，得到所述自清洁复合材料。
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份水、1.5份自清洁复合材料、0.5份分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入15份水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌15min，得到稳定浆料；
(2)按质量份计，将59份水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合搅拌，搅匀后加入0.3份消泡剂、0.7份增稠剂、2份成膜剂，高速搅拌20min，得到A组份；
(3)按质量份计，将94份步骤(2)制得的A组份与6份B组份混合，高速搅拌10min，得到所述混凝土用防水防腐涂料。
测试例1
将本发明各实施例制备的混凝土用防水防腐涂料按照GB/T 9780-2013《建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》中的A法(标准状态法)测试要求在无石棉纤维水泥平板上均匀涂刷，制成涂层，涂层厚度为160μm，得到测试用涂板。结果见表1.
表1：耐沾污性等级测试结果
耐沾污性等级
实施例1 3
实施例2 2
实施例3 1
实施例4 0
由表1可以看出实施例1不添加水性羟基丙烯酸树脂和自清洁复合材料的混凝土用防水防腐涂料，其耐污性能最差，这是由于氟碳涂料表面能比较低，表现出疏水亲油性，氟碳涂料涂装后在使用环境中极易受油性物质的污染。由于氟碳涂料表面能比较低，表现出疏水亲油性，氟碳涂料涂装后在使用环境中极易受油性物质的污染。而水性羟基丙烯酸树脂和水性氟碳树脂配合，利用水性羟基丙烯酸树脂多羟基的特性，改善涂料的表面能，提高其亲水性，因此，实施例2显示出了较好的耐污等级。但是，本发明发现单纯采用水性羟基丙烯酸树脂无法较明显的改善氟碳涂料的耐污性，本发明认为这是由于水性羟基丙烯酸树脂虽然改善了氟碳涂料的亲水性，但是其并没有能给减少灰尘与涂层的接触面积，水性羟基丙烯酸树脂和水性氟碳树脂混合涂料，其表面过于光滑，对灰尘的吸附力较大。
因此，本发明进一步合成了一种自清洁复合材料，其以纳米二氧化硅为基材，并在纳米二氧化硅表面负载一层硅钨酸。由于二氧化硅的加入在氟碳涂料的表面形成了凹凸不平的特殊的微结构，一方面导致水滴与氟碳涂层的接触角增大，从而有利于水滴在氟碳涂层的表面滚动把粘附在涂层表面的灰尘冲带走；另一方面显微粗糙表面也可使灰尘与涂层的接触面积下降至原来的1％以下，从而使灰尘与水滴的粘着力大于灰尘与涂层的附着力，有水滴流过时，水滴就可以成珠滚落，同时把灰尘带走，保持涂层表面的清洁。所以实施例3显示出比实施例2更高的耐污性。
更进一步的，同时采用水性羟基丙烯酸树脂和自清洁复合材料改性水性氟碳树脂，二者协同，进一步增强其耐沾污性能。因此实施例4显示出了极强的耐沾污性能。
测试例2
配置浓度为20mg/L的甲基橙水溶液，然后把测试例1制得的测试用涂板截取出面积为10cm2的测试用方块，将上述测试用方块置于200mL上述甲基橙水溶液溶液中，放置在紫外灯下辐照180min，平均光照强度为500Lux，测量甲基橙的脱色率。
结果见表2
表2：甲基橙的脱色率试结果
甲基橙的脱色率/％
实施例1 0.8
实施例2 0.8
实施例3 88.2
实施例4 96.2
实施例5 94.8
实施例6 94.6
由表2可以看出，实施例1和实施例2几乎不能降解甲基橙，而实施例3显示出了较佳的降解甲基橙能力。这表明本发明实施例3制得的自清洁复合材料具有光催化降解有机污染物的能力。而实施例4比实施例3显示出了更高的甲基橙脱色率，这是由于水性羟基丙烯酸树脂的加入提高了涂料表面的亲水性，从而导致更多的羟基能够吸附在涂料表面。因为更多的羟基能够吸附在表面，有利于羟基自由基的产生，所以亲水性能够加强光催化降解。另一方面由于表面吸附了有机杂质从而使表面由亲水性向疏水性转变。光催化可以降解有机物重新恢复涂层表面的亲水性。水性羟基丙烯酸树脂和自清洁复合材料协同作用，大大增强了涂料的光催化降解有机污染物的能力。而实施例4和实施例5采用单一的表面活性剂，其甲基橙脱色率略有下降，这是由于EDTA二钠螯合硅离子，使得负载的硅钨酸中产生了较多的硅缺陷，从而导致路易斯酸位暴露更多，增强了其光催化性能，十二烷基苯磺酸钠则改善了硅钨酸在纳米二氧化硅表面负载的均匀程度，二者协同，大大提升了其光催化性能。

Claims (7)

1.一种混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将水、自清洁复合材料、分散剂加入到搅拌罐中，低速搅拌至均匀，然后加入水性羟基丙烯酸树脂，高速搅拌，得到稳定浆料；
(2)将水性氟碳树脂与步骤(1)制得的稳定浆料进行混合搅拌，搅匀后加入消泡剂、增稠剂、成膜剂，高速搅拌，得到A组份；
(3)将步骤(2)制得的A组份与B组份混合，高速搅拌，得到所述混凝土用防水防腐涂料；所述B组分为固化剂；
所述自清洁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1将正硅酸乙酯和无水乙醇混合搅拌，得到溶液A；然后取无水乙醇、水与盐酸混合搅拌，得到溶液B，再把溶液B加到溶液A中搅拌，得到二氧化硅溶胶；
S2将硅钨酸、表面活性剂、三甲基硅咪唑溶解在水中，得到硅钨酸溶液，然后将步骤S1制得的二氧化硅溶胶加入上述硅钨酸溶液中，得到悬浮液，过滤取滤饼、洗涤、干燥、煅烧，得到所述自清洁复合材料；所述表面活性剂为EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
2.如权利要求1所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为分散剂LBD-1、聚羧酸铵盐中的至少一种。
3.如权利要求1所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为BNK-G303消泡剂、消泡剂154和迪高825中的至少一种。
4.如权利要求1所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述增稠剂为水性涂料增稠剂C-100、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。
5.如权利要求1所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述成膜剂为醇酯十二、3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂由EDTA二钠、十二烷基苯磺酸钠按质量比(1-2)：(3-4)混合而成。
7.一种混凝土用防水防腐涂料，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述混凝土用防水防腐涂料的制备方法制备而成。
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