專利名稱：雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保防水涂料領(lǐng)域，具體是一種雙組分室溫交聯(lián)環(huán)保型有機硅橡膠防水涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，近10年來我國城鎮(zhèn)平均每年竣工房屋一億多平方米，其中有約三分之一的房屋竣工當年即出現(xiàn)滲漏。據(jù)國家建設(shè)部對北京、上海、武漢、長沙等全國22個城市的抽樣調(diào)查表明，新建房屋的平均滲漏率更是高達60％。出現(xiàn)如此多的房屋滲漏，與當前普遍使用的房屋墻壁及屋頂漏水處理材料有關(guān)。目前，市場上使用的新型建筑防水材料主要分為5大類高聚物改性瀝青防水卷材(包括油毯)、合成高分子防水卷材、防水涂料、密封材料和剛性防水及堵漏止水材料。其中，后兩類是主要針對孔、(裂)縫等局部而開發(fā)又非常有效的建筑防水材料；防水卷材和防水油毯主要用于大面積的屋頂防水，但它在施工過程中往往發(fā)生搭邊粘接不良，時間稍長，房屋就會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，所以在使用防水卷材或油毯時，通常先加一道防水涂料，采用雙重措施才可以獲得比較好的效果。只有防水涂料，操作簡單，施工方便，對大面積、小孔、(裂)縫都能適用，而且對異型部位也好辦，厚薄都能準確控制。目前的防水涂料按溶劑體系可分為有機溶劑防水涂料、水性(水乳型)防水涂料和無溶劑防水涂料。有機溶劑防水涂料由于在施工過程中向空氣中散發(fā)大量的有機溶劑而污染環(huán)境，逐步被淘汰；無溶劑防水涂料如單、雙組分聚氨酯型價格高昂，并且不容易薄涂，難以為市場接受；水性(水乳型)防水涂料既環(huán)保，又價格合適，但絕大多數(shù)水性(水乳型)防水涂料防水效果不理想，達不到油性或無溶劑防水涂料的性能。
從材料性能的角度，有機硅具有優(yōu)異的疏水、透氣、耐候、耐高低溫及良好的化學穩(wěn)定性等，用它制作的涂料拒污、防水、防霉、具有自呼吸功能，是一種優(yōu)選的建筑防水材料。在以有機硅為基材的建筑防水材料中，室溫硫化硅橡膠(RTV)普遍用于建筑粘接密封劑，它具有延伸率高、彈性好、耐潮濕、耐高低溫及良好的耐候性與化學穩(wěn)定性，并且在常溫常壓下，遇濕氣即交聯(lián)成彈性體，使用方便的特點，但它不能涂漆，即不能大面積薄層施工，不能粘附濕基材，而且大多數(shù)在使用過程中會放出難聞氣味，接觸硅橡膠的手及器具難以用水清洗，難以按給定形狀進行處理和放置等，所以，普通的室溫硫化硅橡膠不用來作涂料。目前市場上有一類強堿性的有機硅樹脂防水劑——甲基硅酸鈉水溶液，它雖然是水性的，但由于是強堿性，使用時腐蝕性強，固化后也容易“噴霜”，損壞建筑物的外觀。因此，市場上有機硅樹脂防水劑通常是溶劑型的，而中性水乳型的有機硅樹脂和硅橡膠防水劑正處于開發(fā)階段。水乳型有機硅樹脂能制備成單組分，貯存、運輸、使用方便，但抗開裂性欠佳，而且制備技術(shù)難度大；水乳型的硅橡膠除了具有有機硅樹脂的防水性能外，還具有高彈性，抗開裂性極佳，但也存在硅橡膠如何實現(xiàn)交聯(lián)固化的問題。因此，中性水乳型的有機硅樹脂和硅橡膠防水劑是目前建筑防水材料領(lǐng)域中競相開發(fā)的熱點和難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)在防滲漏和使用上的缺陷，提供了一種由組分A和組分B組成的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料。
本發(fā)明的另一目的是提供一種雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料的制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，包括組分A和組分B；以重量份數(shù)計，組分A包括如下物質(zhì)填料 5～30份補強劑 10～40份固含量為20％～60％有機硅橡膠乳液100份催化劑 0～3份顏料 0～10份水0～50份所述填料為碳酸鈣、硫酸鋇、硅灰石、硅微粉、硅藻土、高嶺土、白土中的一種或一種以上的混合物；所述補強劑為膠體二氧化硅、氣相白炭黑、沉淀白炭黑、納米碳酸鈣或納米氧化鋅中的一種或一種以上的混合物；所述催化劑為有機錫類催化劑，包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二丁基氧化錫；以重量份數(shù)計，組分B包括0.2～6份交聯(lián)劑和0.1～6份增粘劑；所述交聯(lián)劑為多官能團有機硅交聯(lián)劑，如四乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基雙(N-乙基乙酰胺基)硅烷、甲基乙烯基雙(N-乙基乙酰胺)基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或乙烯基三丙酮基硅烷。
所述增粘劑為有機硅偶聯(lián)劑，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本發(fā)明的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料通過下述步驟實現(xiàn)第一步按重量份數(shù)計，5～30份填料和10～40份補強劑加入10～50份水中，經(jīng)高速分散混合均勻后，加入100份固含量為20％～60％有機硅橡膠乳液，再加入0.2～1.5份催化劑，攪拌10～40分鐘，制成基膠組分A；第二步按重量份數(shù)計，將0.2～6份交聯(lián)劑與0.1～6份增粘劑混合制成組分B；第三步使用時，將第二步制備的組分B加入到第一步制備的組分A中，攪拌10～40分鐘，制成室溫交聯(lián)的雙組分水性有機硅橡膠防水涂料。組分B使用的量為組分A的0.8～8％。為使用效果更加良好，組分B使用的量可取為組分A的1.5～6％。
為制成不同顏色的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，在上述制備方法的第一步中，加入填料、補強劑的同時，按重量份數(shù)計，加入5～10份的顏料。如加入氧化鐵紅制備成紅色防水涂料；加入氧化鐵黃或氧化隔制備成黃色防水涂料；加入炭黑制備成黑色防水涂料等。
本發(fā)明涉及的有機硅橡膠乳液為硅羥基封端的聚硅氧烷乳液，為現(xiàn)有技術(shù)，可通過乳液聚合制得，或通過羥基硅油或液體硅橡膠乳化制得。其聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)為 式中R1和R2可以相同，也可以不同，它們可以是甲基、乙基、乙烯基、氫、苯基等。
本發(fā)明的機理與傳統(tǒng)的雙組分室溫硫化硅橡膠不同，雙組分水性有機硅橡膠防水涂料的主劑A組分是硅橡膠的水分散體，在使用前將A組分與固化劑B組分混合，攪拌均勻，兩者則發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，混合物在施工過程中一邊反應(yīng)，水份則一邊蒸發(fā)，稠度逐漸增大，最后不可逆地形成有機硅薄層彈性體。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.對大多數(shù)基材如不含油的木料、玻璃、金屬、陶瓷、水泥、屋面等表面有良好的附著力，并且施工時不需要特別處理，可以粘附潮濕基材。
2.可以用刷子、滾筒或刮刀涂刷，實現(xiàn)薄層涂覆。對于新涂刷過的操作工具可以用水直接清洗，操作方便。
3.雙組分有機硅橡膠防水涂料具有較好的硬度與彈性，抗開裂性好。
4.本發(fā)明雙組分有機硅橡膠防水涂料屬于中性或弱堿性水性體系，不含有機溶劑，對人體、環(huán)境不存在污染、危害，為環(huán)保型涂料。
5.有機硅彈性涂層具有優(yōu)異的疏水、透氣、拒污、耐候、耐高低溫和化學穩(wěn)定性，與一般的聚合物乳液防水劑比較，不但防水性能好，而且使用壽命長。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1以重量份數(shù)計，將5份超細二氧化硅加入到10份30％重量的二氧化硅溶膠中，經(jīng)分散混合均勻后，加入100份固含量為20％有機硅橡膠乳膠，再加入0.2份二月桂酸二丁基錫，攪拌30分鐘，混合均勻，制得組分A。將0.2份原硅酸乙酯(四乙氧基硅烷)和1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得組分B。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的1.5％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌30分鐘。混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。經(jīng)檢測，雙組分室溫交聯(lián)固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數(shù)如表1。
將所得雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經(jīng)過一星期，測試固化膜的機械性能參數(shù)如表1。
表1雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料及其固化膜的基本性能

該涂料固含量低，粘度小，可噴涂或滾涂，并能滲入基底0.2mm左右，附著力強，形成粘附牢固的、薄薄的、彈性透明涂層，用于房屋外墻的表面涂覆，既能防水、拒污、防霉變，還能基本保持建筑物原有的外觀色澤。
實施例2以重量份數(shù)計，將10份超細碳酸鈣、20份氣相二氧化硅和7份氧化鐵黃加入到15份水中，經(jīng)分散混合均勻后，加入100份50％有機硅橡膠乳膠，再加入1.5份辛酸亞錫，攪拌30分鐘，混合均勻，制得組分A。將2份甲基三丁酮肟基硅烷和0.2份γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷混合制得組分B為。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的6％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌40分鐘，混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。經(jīng)檢測，雙組分室溫交聯(lián)固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數(shù)如表2。
將所得雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經(jīng)過一星期固化，測試固化膜的機械性能參數(shù)如表2。
表2雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料及其固化膜的基本性能

實施例3以重量份數(shù)計，將15份沉淀二氧化硅、5份氣相二氧化硅和10份氧化鐵紅加入到25份水中，經(jīng)高速分散混合均勻后，加入100份60％有機硅橡膠乳膠，再加入1.0份二丁基氧化錫，攪拌10分鐘，混合均勻，制得組分A。將0.2份甲基三丁酮肟基硅烷和3.6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得組分B。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的4％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌40分鐘，混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。經(jīng)檢測，雙組分室溫交聯(lián)固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數(shù)如表3。
將所得雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經(jīng)過一星期，測試固化膜的機械性能參數(shù)如表3。
表3雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料及其固化膜的基本性能

實施例4以重量份數(shù)計，將30份超細高嶺土、40份氣相白碳黑和5份炭黑加入到50份水中，經(jīng)分散混合均勻后，加入100份50％有機硅橡膠乳膠，再加入0.8份二月桂酸二丁基錫，攪拌30分鐘，混合均勻，制得組分A。將3份甲基三甲氧基硅烷和0.1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得組分B為。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的8％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌30分鐘，混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。
實施例5以重量份數(shù)計，將10份超細碳酸鈣、30份30％的二氧化硅溶膠和6份氧化隔加入到14份水中，經(jīng)高速分散混合均勻后，加入100份50％有機硅橡膠乳膠，再加入0.8份二月桂酸二丁基錫，攪拌30分鐘，混合均勻，制得組分A。將3份甲基三甲氧基硅烷和6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得組分B為。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的1.5％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌30分鐘，混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。經(jīng)檢測，雙組分室溫交聯(lián)固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數(shù)如表4。
將所得雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經(jīng)過一星期，測試固化膜的機械性能參數(shù)如表4。
表4雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠涂料及其固化膜的基本性能

實施例6以重量份數(shù)計，將10份硫酸鋇和10份沉淀白碳黑加入到14份水中，經(jīng)分散混合均勻后，加入100份50％有機硅橡膠乳膠，再加入0.5份二月桂酸二丁基錫，攪拌30分鐘，混合均勻，制得組分A。將6份甲基三甲氧基硅烷和6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制得組分B為。使用時，以重量百分比計算，組分B的使用量為組分A的8％，將組分B在攪拌的情況下緩慢加入到組分A中，繼續(xù)攪拌10分鐘，混合均勻制得室溫交聯(lián)的水性有機硅橡膠防水涂料。
權(quán)利要求
1.雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于包括組分A和組分B；以重量份數(shù)計，組分A包括如下物質(zhì)填料 5～30份補強劑10～40份固含量為20％～60％有機硅橡膠乳液 100份催化劑0～3份顏料 0～10份水0～50份以重量份數(shù)計，組分B包括0.2～6份交聯(lián)劑和0.1～6份增粘劑；以重量百分比計，組分B使用的量為組分A的0.8～8％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于所述組分A中填料為碳酸鈣、硫酸鋇、硅灰石、硅微粉、硅藻土、高嶺土、白土中的一種或一種以上的混合物；所述補強劑為膠體二氧化硅、氣相白炭黑、沉淀白炭黑、納米碳酸鈣或納米氧化鋅中的一種或一種以上的混合物；所述催化劑為有機錫類催化劑，包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫或二丁基氧化錫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于所述組分B中的交聯(lián)劑為甲基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基雙(N-乙基乙酰胺基)硅烷、甲基乙烯基雙(N-乙基乙酰胺)基硅烷、甲基三丙酮基硅烷或乙烯基三丙酮基硅烷；所述增粘劑為硅烷偶聯(lián)劑，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于所述組分A中還包括5～10重量份數(shù)的顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于所述顏料為氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化隔、炭黑中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料，其特征在于以重量百分比計，所述組分B使用的量為組分A的1.5～6％。
7.制備權(quán)利要求1所述雙組分室溫交聯(lián)水性有機硅橡膠防水涂料的方法，其特征在于包括如下步驟第一步按重量份數(shù)計，將5～30份填料和10～40份補強劑加入10～50份水中，混合均勻后，加入100份固含量為20％～60％有機硅橡膠乳液，再加入0.2～1.5份催化劑，攪拌10～40分鐘，制成基膠組分A；第二步按重量份數(shù)計，將0.2～6份交聯(lián)劑與0.1～6份增粘劑混合制成組分B；第三步使用時，將第二步制備的組分B，以重量百分比計，按第一步制備的組分A的0.8～8％加入到組分A中，攪拌10～40分鐘，制成室溫交聯(lián)的雙組分水性有機硅橡膠防水涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙組分環(huán)保型有機硅橡膠防水涂料及其制備方法。該涂料以有機硅乳液、補強劑、填料及催化劑混合制成組分A；以多官能團有機硅交聯(lián)劑及增粘劑構(gòu)成組分B。使用時，兩者按一定比例復(fù)配后，制成雙組分環(huán)保型有機硅橡膠防水涂料。該有機硅橡膠防水涂料固化成膜的拉伸強度可以大于2.0MPa，伸長率大于500％，對多種基材表面如金屬、處理或未處理的木材、瀝青涂層、瓷磚、屋面、油毛氈等都有良好的附著力，可用刷子或滾筒涂刷一層或多層，可用于建筑物的維護保養(yǎng)，如防止墻壁及屋頂漏水、衛(wèi)生間防水、防霉等。
文檔編號C09D183/00GK1670098SQ20051003328
公開日2005年9月21日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者馬文石, 鄧衛(wèi)星 申請人:華南理工大學