一种长效抗老化型水泥基防水涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种长效抗老化型水泥基防水涂料及其制备方法 (Long-acting anti-aging cement-based waterproof coating and preparation method thereof ) 是由 谭祖干 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种长效抗老化型水泥基防水涂料及其制备方法,属于涂料材料技术领域。在本发明技术方案中,微胶囊材料采用的是聚吡咯为壁材材料,聚吡咯材料由于性能稳定,同时在其使用过程中,涂层材料由于受到外力导致结构性能发生破损,首先,二氧化钛溶胶材料作为一种成膜材料,先释放自修复粒子来实现防水自修复,其次,二氧化钛的溶胶释放后,有效对乳液成膜材料的抗紫外老化性能进行有效的改善,这有由于二氧化钛凝胶材料吸收紫外线的同时也能发射和散射紫外线,因此二氧化钛屏蔽紫外线的能力强,从而进一步延缓紫外线对乳液材料的影响,从而改善材料的抗紫外性能,从而有效提高材料的抗老化强度。(The invention relates to a long-acting anti-aging cement-based waterproof coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of coating materials. In the technical scheme of the invention, polypyrrole is adopted as a wall material for a microcapsule material, the polypyrrole material is stable in performance, and meanwhile, in the using process of the polypyrrole material, a coating material is damaged in structural performance due to external force, firstly, a titanium dioxide sol material is used as a film forming material, self-repairing particles are firstly released to realize waterproof self-repairing, and secondly, after the titanium dioxide sol is released, the ultraviolet aging resistance of the emulsion film forming material is effectively improved, and the titanium dioxide gel material can emit and scatter ultraviolet rays while absorbing the ultraviolet rays, so that the ultraviolet ray shielding capability of the titanium dioxide is strong, the influence of the ultraviolet rays on the emulsion material is further delayed, the ultraviolet resistance of the material is improved, and the aging resistance strength of the material is effectively improved.)
技术领域
本发明涉及一种长效抗老化型水泥基防水涂料及其制备方法，属于涂料材料技术领域。
背景技术
防水涂料是由液料和粉料两大部分组成的双组分防水涂料，其中液料主要成分是乳液，其次是助剂（如成膜助剂和消泡剂等），粉料主要成分是水泥，其次包括滑石粉和轻质碳酸钙等其他填料。用于防水涂料的乳液种类繁多，主要有乙烯－醋酸乙烯共聚乳液丙烯酸酯乳液和丁苯乳液三大类。
当双组份聚合物水泥防水涂料的固体组分和液体组分按一定比例混合搅拌均匀并涂覆在基材上之后，随着涂料中水分的挥发和水泥水化作用的进行，防水涂料会逐渐固化形成具有一定强度和韧性的涂膜。当聚合物乳液与水泥及填料混合后，聚合物乳胶粒子会均匀的分散在水泥和填料周围。水泥在水分充足的情况下发生水化反应，使氢氧化钙达到饱和并析出晶体，生成水化硅酸钙和钙矾石凝胶体，乳胶粒子也随之进入凝胶体和填料之间的孔隙。随着水泥水化反应的进行和水分的不断挥发，涂膜中的水分越来越少，乳胶粒子逐渐粘连在一起在凝胶体和填料之间的孔隙之间形成连续的乳液膜。乳液膜贯穿在凝胶体和填料之间的形成一种立体结构的网络，使凝胶体和填料之间相互连接并赋予涂膜良好的柔韧性。聚合物分子中的活性基团与水泥水化产物中的钙离子、铝离子等金属离子发生交联反应，形成桥键作用，有效缓冲内应力，减少裂纹的产生，增强了涂膜的致密性。
但是现有的防水涂料力学性能不够好，防水性和耐腐蚀性不足，耐溶剂性也较差，更为严重的是寿命短，长期耐久性差，尤其是湿度高的环境下，涂层更容易吸水，导致体积膨胀，防水性能变差，对环境适应能力较弱，所以对其进行有效改性很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐久型水泥基防水涂料的制备方法，以解决现有技术中的问题之一。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种长效抗老化型水泥基防水涂料，由下列重量份物质组成：
45～50份重质碳酸钙；
10～15份石英粉；
25～30份二氧化钛溶胶微胶囊颗粒；
10～15份轻质碳酸钙粉；
6～8份硅灰石；
75～80份VAE乳液；
5～15份混合助剂；
100～200份水；
1～2份硅烷偶联剂；所述二氧化钛溶胶微胶囊颗粒为以聚吡咯为壁材包覆纳米钛溶胶制备的复合微胶囊材料。
一种长效抗老化型水泥基防水涂料制备步骤为：将重质碳酸钙、石英粉、二氧化钛溶胶微胶囊颗粒、轻质碳酸钙粉、硅灰石、VAE乳液、混合助剂和水混合并搅拌分散，再静置脱泡3～5h，制备得所述长效抗老化型水泥基防水涂料。
所述的搅拌分散为在室温下以800～1000r/min速率搅拌分散5～10min。
所述的混合助剂为按重量份数计，分别称量0.5～1.0份消泡剂、1～2份成膜助剂、2～3份流平剂、3～5份减水剂、2～3份增稠剂和1～2份硅烷偶联剂混合制备而成。
所述的二氧化钛溶胶微胶囊颗粒制备步骤为：
S1、将纳米二氧化钛溶胶液与十二烷基苯磺酸钠和油酸钠搅拌混合并置于搅拌机中搅拌处理，收集混合液并超声分散，收集得分散乳化液；
S2、按质量比1:3，将吡咯单体添加至分散乳化液中，调节pH至3.5，聚合处理并收集聚合反应液；
S3、将质量分数5％过硫酸铵溶液添加至聚合反应液中，再次保温聚合处理后，静置冷却至室温，过滤并洗涤滤饼至中性，干燥制备得二氧化钛溶胶微胶囊颗粒；
步骤S1中所述纳米二氧化钛溶胶液与十二烷基苯磺酸钠和油酸钠混合比例为按质量比1:4:10。
步骤S2中所述的聚合处理为在75～80℃、200～300W超声分散环境下聚合处理25～30min。
步骤S3中所述的质量分数5％过硫酸铵溶液添加量为按质量比1:200，将质量分数5％过硫酸铵溶液添加至聚合反应液中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案采用吡咯聚合并包埋二氧化钛溶胶制备微胶囊材料为改性填料，由于制备的纳米微胶囊材料形成为球形、粒径均一、直径约为 100nm的颗粒，将其添加至材料内部，由于本发明制备的纳米微胶囊材料结构均一且颗粒较小，同时聚合物水泥防水涂料涂膜的吸水率主要取决于涂膜的致密程度，受水泥的水化程度、填料的目数和颗粒形态、涂膜的交联度的影响较大，二氧化钛微胶囊材料能使聚合物乳液与水泥水化产物以及填料之间的结合更加紧密，因此能显著改善涂膜的耐水性；
（2）在本发明技术方案中，微胶囊材料采用的是聚吡咯为壁材料，聚吡咯材料由于性能稳定，同时在其使用过程中，涂层材料由于受到外力导致结构性能发生破损，首先，二氧化钛溶胶材料作为一种成膜材料，先释放自修复粒子来实现防水自修复，其次，二氧化钛的溶胶释放后，有效对乳液成膜材料的抗紫外老化性能进行有效的改善，这由于二氧化钛凝胶材料吸收紫外线的同时也能发射和散射紫外线，因此二氧化钛屏蔽紫外线的能力强，从而进一步延缓紫外线对乳液材料的影响，从而改善材料的抗紫外性能，从而有效提高材料的抗老化强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
按质量比1:4:10，将纳米二氧化钛溶胶液与十二烷基苯磺酸钠和油酸钠搅拌混合并置于搅拌机中搅拌处理1～2h，收集混合液并置于200～300W下超声分散10～15min，收集得分散乳化液并按质量比1:3，将吡咯单体添加至分散乳化液中，用冰醋酸调节pH至3.5，再在75～80℃、200～300W超声分散环境下聚合处理25～30min，收集聚合反应液并按质量比1:200，将质量分数5％过硫酸铵溶液添加至聚合反应液中，再次保温聚合处理1～2h后，静置冷却至室温，过滤并洗涤滤饼至中性，在45～50℃下干燥6～8h，制备得二氧化钛溶胶微胶囊颗粒；
按重量份数计，分别称量45～50份重质碳酸钙、10～15份石英粉、25～30份二氧化钛溶胶微胶囊颗粒、10～15份轻质碳酸钙粉和6～8份硅灰石搅拌混合并研磨过筛，收集得混合粉料。
按重量份数计，分别称量75～80份VAE乳液、0.5～1.0份消泡剂、1～2份成膜助剂、2～3份流平剂、3～5份减水剂、2～3份增稠剂、100～200份水和1～2份硅烷偶联剂搅拌混合并研磨过筛，收集得混合液。
按质量比1:3，将混合液与混合粉料混合并置于室温下以800～1000r/min速率搅拌分散5～10min后，再静置脱泡3～5h，即可制备得所述长效抗老化型水泥基防水涂料。
实施例1
按质量比1:4:10，将纳米二氧化钛溶胶液与十二烷基苯磺酸钠和油酸钠搅拌混合并置于搅拌机中搅拌处理1h，收集混合液并置于200W下超声分散10min，收集得分散乳化液并按质量比1:3，将吡咯单体添加至分散乳化液中，用冰醋酸调节pH至3.5，再在75℃、200W超声分散环境下聚合处理25min，收集聚合反应液并按质量比1:200，将质量分数5％过硫酸铵溶液添加至聚合反应液中，再次保温聚合处理1h后，静置冷却至室温，过滤并洗涤滤饼至中性，在45℃下干燥6h，制备得二氧化钛溶胶微胶囊颗粒；
按重量份数计，分别称量45份重质碳酸钙、10份石英粉、25份二氧化钛溶胶微胶囊颗粒、10份轻质碳酸钙粉和6份硅灰石搅拌混合并研磨过筛，收集得混合粉料。
按重量份数计，分别称量75份VAE乳液、0.5份消泡剂、1份成膜助剂、2份流平剂、3份减水剂、2份增稠剂、100份水和1份硅烷偶联剂搅拌混合并研磨过筛，收集得混合液。
按质量比1:3，将混合液与混合粉料混合并置于室温下以800r/min速率搅拌分散5min后，再静置脱泡3h，即可制备得所述长效抗老化型水泥基防水涂料。
实施例2
按质量比1:4:10，将纳米二氧化钛溶胶液与十二烷基苯磺酸钠和油酸钠搅拌混合并置于搅拌机中搅拌处理1h，收集混合液并置于250W下超声分散12min，收集得分散乳化液并按质量比1:3，将吡咯单体添加至分散乳化液中，用冰醋酸调节pH至3.5，再在77℃、250W超声分散环境下聚合处理27min，收集聚合反应液并按质量比1:200，将质量分数5％过硫酸铵溶液添加至聚合反应液中，再次保温聚合处理1h后，静置冷却至室温，过滤并洗涤滤饼至中性，在47℃下干燥7h，制备得二氧化钛溶胶微胶囊颗粒；
按重量份数计，分别称量47份重质碳酸钙、12份石英粉、27份二氧化钛溶胶微胶囊颗粒、12份轻质碳酸钙粉和7份硅灰石搅拌混合并研磨过筛，收集得混合粉料。
按重量份数计，分别称量77份VAE乳液、0.7份消泡剂、1份成膜助剂、2份流平剂、4份减水剂、2份增稠剂、150份水和1份硅烷偶联剂搅拌混合并研磨过筛，收集得混合液。
按质量比1:3，将混合液与混合粉料混合并置于室温下以900r/min速率搅拌分散7min后，再静置脱泡4h，即可制备得所述长效抗老化型水泥基防水涂料。
实施例4
按重量份数计，分别称量47份重质碳酸钙、12份石英粉、12份轻质碳酸钙粉和7份硅灰石搅拌混合并研磨过筛，收集得混合粉料。
按重量份数计，分别称量77份VAE乳液、0.7份消泡剂、1份成膜助剂、2份流平剂、4份减水剂、2份增稠剂、150份水和1份硅烷偶联剂搅拌混合并研磨过筛，收集得混合液。
按质量比1:3，将混合液与混合粉料混合并置于室温下以900r/min速率搅拌分散7min后，再静置脱泡4h，即可制备得所述长效抗老化型水泥基防水涂料。
表1 性能对照表
由上表可知，本发明制备的实施例1、实施例2和实施例3具有优异的防水和力学性能，同时对比实施例4，其力学性能较实施例1、实施例2和实施例3均显著下降，说明本发明技术方案采用吡咯聚合并包埋二氧化钛溶胶制备微胶囊材料为改性填料，在其使用过程中，涂层材料由于受到外力导致结构性能发生破损，首先，二氧化钛溶胶材料作为一种成膜材料，先释放自修复粒子来实现防水自修复，其次，二氧化钛的溶胶释放后，有效对乳液成膜材料的抗紫外老化性能进行有效的改善，这有由于二氧化钛凝胶材料吸收紫外线的同时也能发射和散射紫外线，因此二氧化钛屏蔽紫外线的能力强，从而进一步延缓紫外线对乳液材料的影响，从而改善材料的抗紫外性能，从而有效提高材料的抗老化强度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
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