本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種防水涂料用改性成膜劑的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性涂料成了市場(chǎng)的熱門產(chǎn)品，我國(guó)防水涂料的研制和應(yīng)用始于60 年代，早期曾以各種化工下腳料為原料研制產(chǎn)品，均因質(zhì)量性能不穩(wěn)定而停止發(fā)展。在同一時(shí)期，我國(guó)對(duì)于以高聚物改善石油瀝青配置防水涂料方面，也進(jìn)行了較大量的工作。60年代中期出現(xiàn)了氯丁橡膠—瀝青防水涂料用改性成膜劑的制備方法，70年代初期出現(xiàn)了再生橡膠—瀝青防水涂料，并在工程上獲得較成功的應(yīng)用。隨著我國(guó)合成高分子材料工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，以各種優(yōu)質(zhì)合成橡膠和合成樹(shù)脂為原料研制的防水涂料，在80年代相繼投入使用：如雙組分聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯類的淺色防水涂料、陽(yáng)離子氯丁膠乳瀝青防水涂料和硅橡膠防水涂料等，橡膠瀝青類和合成高分子類防水涂料在我國(guó)防水工程應(yīng)用中，正占有越來(lái)越大的比重。以石油瀝青為主，以高聚物進(jìn)行改性的技術(shù)途徑，在我國(guó)已有較長(zhǎng)的歷史，它原料來(lái)源廣泛，成本較低，適用于量大面光的一般防水工程；以合成高分子材料為主制成的涂料，性能較優(yōu)，但價(jià)格較高；由于建筑變形，墻體龜裂從而造成涂料表面開(kāi)裂，降低防水效果。因此，瀝青類防水涂料的使用越來(lái)越少，而聚氨酯防水涂料由于具有優(yōu)異的彈性、耐久性、防水層輕、施工維修方便，組分易于調(diào)節(jié)、可用于建筑物不同部位及整體性好等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到重視。

目前，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)聚氨酯防水涂料整體性能較差，質(zhì)量也不穩(wěn)定。聚氨酯防水涂料又分單組份和雙組份。單組分聚氨酯防水涂料容易因空氣中的濕度不夠而造成固化時(shí)間較長(zhǎng)、延誤工期。而雙組份聚氨酯防水涂料中常使用疑為對(duì)人體有致癌物質(zhì)的MOCA（3，3-二氯-4，4-二氨基二苯基甲烷，俗稱摩卡）作為固化劑，并且含有大量的揮發(fā)性有機(jī)溶劑（如甲苯、二甲苯和古馬隆樹(shù)脂等）, 雙組分聚氨酯涂料由于物料成分復(fù)雜，使用時(shí)又受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，質(zhì)量難以穩(wěn)定；水性聚氨酯涂料雖符合發(fā)展趨勢(shì)，但因分子中引入了親水性基團(tuán)，其涂膜的耐水性、耐化學(xué)性較差，尤其不適用于長(zhǎng)期浸水環(huán)境。隨著環(huán)保理念的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)，2014年8月1日實(shí)施的GB/T 19250—2013《聚氨酯防水涂料》中增加了有害物質(zhì)限量，現(xiàn)今聚氨酯防水涂料正朝著環(huán)保、健康的方向發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)高性能的單組分低VOC新型聚氨酯防水涂料或具有耐水性好環(huán)保無(wú)毒的改性防水涂料，仍然是人們研究的重要課題。

而防水涂料中成膜物質(zhì)作為主要成分，目前聚氨酯類成膜劑的原料價(jià)格較高，成本高應(yīng)用范圍窄；聚醋酸乙烯酯類成膜劑分子量較低，不易賦予防水涂料良好的硬挺度且價(jià)格高；聚酯類成膜劑合成工藝復(fù)雜，需要高溫反應(yīng)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本較高，限制推廣；環(huán)氧樹(shù)脂成膜劑一般為小分子量，而大分子量環(huán)氧樹(shù)脂在常溫下為固態(tài)，熔點(diǎn)高，乳化困難，有機(jī)溶劑添加量大，對(duì)乳化條件和設(shè)備要求苛刻，限制了它的適用范圍。因此本申請(qǐng)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性，引入酪素，解決成本高、制備的工藝流程復(fù)雜，要求較高等缺陷，為防水涂料開(kāi)拓新的市場(chǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種防水涂料用改性成膜劑的制備方法，通過(guò)將對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性后作為制備防水涂料的重要原料，其拉伸強(qiáng)度和涂膜硬度也顯著提高，不僅能使得制成的涂料在室外條件下具有良好的耐候性和防水性，還具有耐腐蝕耐高溫的顯著效果，且制備過(guò)程簡(jiǎn)單。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種防水涂料用改性成膜劑的制備方法，所述成膜劑為改性酪素樹(shù)脂，其制備方法包括以下步驟：

（1）將干酪素加入到其重量8～15倍的去離子水中，攪拌均勻，超聲3～5min，再加入是干酪素重量0.2～0.3的pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值為7.5～8.5，攪拌反應(yīng)30～45min，得到酪素液；

（2）將質(zhì)量比為6～9：4～6的酪素液和環(huán)氧樹(shù)脂混合，然后加入水，在20℃～25℃條件下浸泡20～25min，加入按質(zhì)量比乙二醇丁醚：甲基丙烯酸羥乙酯=1～3:2～3組成的混合溶劑對(duì)混合物進(jìn)行溶解，置于裝有攪拌器、恒壓漏斗、冷凝管和氮?dú)鈱?dǎo)管的四口瓶中，采用溶液聚合的方法，緩慢攪拌升溫至70～80℃；

（3）加入質(zhì)量比為1：2的醋酸鋅和酸酐的混合液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至酸酐和醋酸鋅完全溶解時(shí)，邊攪拌邊升溫到250～280℃，保溫反應(yīng)2～3h,降溫至200～220℃；

（4）加入按質(zhì)量比聚酯樹(shù)脂：異氰酸酯：桃膠：蘆薈提取液：三甲基六亞甲基二胺=1～3：2～3：4～5：1～2：1～3，保持溫度為150-200℃，攪拌反應(yīng)1～2h，冷卻至常溫得到改性酪素樹(shù)脂。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述pH調(diào)節(jié)劑為有機(jī)醇胺化合物，優(yōu)選三乙醇胺。

進(jìn)一步地，所述加入水的重量為酪素液與環(huán)氧樹(shù)脂總重量的0.2～0.3。

進(jìn)一步地，所述攪拌的速度均為120～150r/min。

進(jìn)一步地，所述步驟（3）中醋酸鋅和酸酐的總質(zhì)量為酪素液與環(huán)氧樹(shù)脂總量的0.05～0.08。

進(jìn)一步地，在步驟（4）冷卻前加入丙酮和乙酸乙酯混合溶劑，它們質(zhì)量比為1:1。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，在步驟（4）中所加入的聚酯樹(shù)脂、異氰酸酯、桃膠、蘆薈提取液和三甲基六亞甲基二胺的總量是酪素液與環(huán)氧樹(shù)脂總量的0.1～0.2。

在本申請(qǐng)中涉及的原料與器材均能在市面上采購(gòu)得到。

本與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果為：

1、本發(fā)明利用先后利用化學(xué)改性將酪素和環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性，得到的改性酪素樹(shù)脂作為本申請(qǐng)防水涂料原料中的成膜劑，在堿性環(huán)境下，環(huán)氧值增加，環(huán)氧樹(shù)脂分子中含有反應(yīng)活性很高的環(huán)氧基，該活性基團(tuán)與酪素中氨基、羧基和羥基等親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，提高了改性成膜劑的耐水性和耐濕擦性，通過(guò)添加聚酯樹(shù)脂、異氰酸酯、桃膠和蘆薈提取液，阻斷酪素分子鏈間極性基團(tuán)形成氫鍵，從而提高成膜劑的延伸性和耐曲撓性等綜合性能，聚酯樹(shù)脂、異氰酸酯、桃膠和蘆薈提取液的加入不僅起到減少環(huán)氧樹(shù)脂和干酪素的加入，降低成本，還起到降低整個(gè)涂料的拉絲性，同時(shí)保證涂料在粘接時(shí)的性能最好；加入酸酐和醋酸鋅，除了提高粘性，還使得涂料的干燥時(shí)間縮短且耐水性提高；酪素與環(huán)氧樹(shù)脂分子之間的相互作用，提高了改性酪素樹(shù)脂的產(chǎn)品拉伸性能，斷裂伸長(zhǎng)率增大，添加三甲基六亞甲基二胺，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂以及其他樹(shù)脂起到增稠固化作用，提高耐腐蝕且粘接性能好、韌性強(qiáng)。

2、該制備方法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，控制反應(yīng)的溫度，調(diào)節(jié)酸堿性環(huán)境，保證改性酪素樹(shù)脂在優(yōu)良的條件下反應(yīng)，避免反應(yīng)過(guò)慢、增加制備的時(shí)間或者反應(yīng)過(guò)快以及改性過(guò)火出現(xiàn)結(jié)塊的問(wèn)題，環(huán)氧樹(shù)脂引入酪素中，降低了改性后的酪素樹(shù)脂的親水性，提高了成膜的防水性能，同時(shí)提高涂膜的耐熱性能。本發(fā)明的防水涂料用成膜劑具有獨(dú)特防水性、高彈性和整體性，涂膜連續(xù)均勻無(wú)任何接縫，形成的薄膜對(duì)建筑各種基材粘結(jié)性好，不易剝落，并且防腐效果優(yōu)異、抗老化效果好、裝飾性強(qiáng)，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

實(shí)施例1

防水涂料用改性成膜劑的制備方法，所述成膜劑為改性酪素樹(shù)脂，包括以下步驟：

將100kg干酪素加入到800kg去離子水中，攪拌均勻，超聲3min，再加入是干酪素重量2kg的三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為7.5，攪拌反應(yīng)35min，得到酪素液；取酪素液80kg和環(huán)氧樹(shù)脂40kg混合得混合物 ，然后加入水24kg，在20℃條件下浸泡25min得混合物，加入乙二醇丁醚18kg和甲基丙烯酸羥乙酯9kg組成的混合溶劑對(duì)混合物進(jìn)行溶解，置于裝有攪拌器、恒壓漏斗、冷凝管和氮?dú)鈱?dǎo)管的四口瓶中，采用溶液聚合的方法，緩慢攪拌升溫至75℃；加入醋酸鋅2kg和酸酐4kg的混合液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至酸酐和醋酸鋅完全溶解時(shí)，邊攪拌邊升溫到250℃，保溫反應(yīng)2.5h,降溫至200℃；加入聚酯樹(shù)脂2kg、異氰酸酯3kg、桃膠5kg、蘆薈提取液1kg和三甲基六亞甲基二胺2kg，保持溫度為180℃，攪拌反應(yīng)1h，若基體較粘稠，在冷卻前加入丙酮2kg和乙酸乙酯2kg混合溶劑，再冷卻至常溫得到改性酪素樹(shù)脂。其中，所述攪拌的速度均為150r/min。

實(shí)施例2

防水涂料用改性成膜劑的制備方法，所述成膜劑為改性酪素樹(shù)脂，包括以下步驟：

將100kg干酪素加入到其重量1000kg去離子水中，攪拌均勻，超聲5min，再加入3kg三乙醇胺調(diào)節(jié)pH值為8.5，攪拌反應(yīng)45min，得到酪素液；將質(zhì)量比為3:2的酪素液60kg和環(huán)氧樹(shù)脂40kg混合，然后加入水20kg，在25℃條件下浸泡25min得混合物，加入乙二醇丁醚10kg和甲基丙烯酸羥乙酯20kg組成的混合溶劑對(duì)混合物進(jìn)行溶解，置于裝有攪拌器、恒壓漏斗、冷凝管和氮?dú)鈱?dǎo)管的四口瓶中，采用溶液聚合的方法，緩慢攪拌升溫至80℃；加入醋酸鋅2.5kg和酸酐5kg的混合液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至酸酐和醋酸鋅完全溶解時(shí)，邊攪拌邊升溫到280℃，保溫反應(yīng)3h,降溫至220℃；加入按質(zhì)量比聚酯樹(shù)脂2kg、異氰酸酯3kg、桃膠4kg、蘆薈提取液1kg、三甲基六亞甲基二胺2kg，保持溫度為200℃，攪拌反應(yīng)2h，若基體較粘稠，在冷卻前加入丙酮1kg和乙酸乙酯1kg混合溶劑，再冷卻至常溫得到改性酪素樹(shù)脂。其中，所述攪拌的速度均為120r/min。

實(shí)施例3

防水涂料用改性成膜劑的制備方法，所述成膜劑為改性酪素樹(shù)脂，包括以下步驟：

將干酪素100kg加入去離子水1200kg中，攪拌均勻，超聲5min，再加入三乙醇胺30kg調(diào)節(jié)pH值為7.8，攪拌反應(yīng)45min，得到酪素液；將酪素液70kg和環(huán)氧樹(shù)脂50kg混合，然后加入水，在20℃～25℃條件下浸泡20～25min得混合物，加入乙二醇丁醚15kg和甲基丙烯酸羥乙酯10kg組成的混合溶劑對(duì)混合物進(jìn)行溶解，置于裝有攪拌器、恒壓漏斗、冷凝管和氮?dú)鈱?dǎo)管的四口瓶中，采用溶液聚合的方法，緩慢攪拌升溫至70℃；加入醋酸鋅2kg和酸酐4kg的混合液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢升溫至酸酐和醋酸鋅完全溶解時(shí)，邊攪拌邊升溫到250℃，保溫反應(yīng)2h,降溫至200℃；加入按質(zhì)量比聚酯樹(shù)脂1kg、異氰酸酯3kg、桃膠5kg、蘆薈提取液2kg、三甲基六亞甲基二胺2kg，保持溫度為150℃，攪拌反應(yīng)2h，若基體較粘稠，在冷卻前加入丙酮1kg和乙酸乙酯1kg混合溶劑，再冷卻至常溫得到改性酪素樹(shù)脂。

對(duì)實(shí)施例1-3中所制備的改性酪素樹(shù)脂的物理性能進(jìn)行測(cè)試，取適量實(shí)施例1-3制備所得在常溫下固化，制取涂膜，保證涂膜厚度1.5±0.2mm固化后的材料按照中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)檢測(cè)涂料的各項(xiàng)性能，檢測(cè)結(jié)果表明該涂料的各項(xiàng)常規(guī)性能指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。性能檢測(cè)結(jié)果如表1所示：

表1改性酪素樹(shù)脂的各項(xiàng)物理性能檢測(cè)結(jié)果

由上表可知，本發(fā)明實(shí)施例1-3制備得到的本發(fā)明的防水涂料用成膜劑具有獨(dú)特防水性、高彈性和整體性，涂膜連續(xù)均勻無(wú)任何接縫，形成的薄膜對(duì)建筑各種基材粘結(jié)性好，不易剝落，并且防腐效果優(yōu)異、抗老化效果好、裝飾性強(qiáng)，耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。