一种建筑用防水涂料及其制备方法与流程
1.本发明属于涂料技术领域，涉及一种建筑用防水涂料及其制备方法。
背景技术：
2.建筑防水涂料是用于对建筑物进行防水处理的材料。涂刷建筑防水涂料后会形成一层防水涂抹，一般可以使屋顶、地板、水槽等建筑物部位达到防水要求。目前用于建筑屋面的防水涂料主要分为聚氨酯类防水涂料、丙烯酸类防水涂料、改性沥青类防水涂料及聚合物水泥防水涂料，其中，聚合物水泥防水涂料是以聚合物乳液和各类添加剂组成液料，以无机填料和各种添加剂组成粉料，粉料和液料通过一定配比混合制成的。这类聚合物水泥防水涂料通常兼具聚合物延伸性好以及水泥粘结能力强的优点，但是，现有的聚合物水泥防水涂料存在防水性能和力学性能不佳且不耐长时间存储的缺陷。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种建筑用防水涂料及其制备方法。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.第一方面，本发明提供的一种建筑用防水涂料，包括a组分和b组分，其中，a组分包括以下按重量百分比计的原料：水泥40～70％、贝壳粉15～35％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯5～10％、电气石粉10～25％，b组分包括以下按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液60～80％、丁苯乳液5～10％、消泡剂0.1～0.5％、乳化剂1～5％、水余量。
6.作为本发明的优选实施方式，所述水泥包括硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的至少一种。
7.作为本发明的优选实施方式，所述负载有氧化钇的改性氧化石墨烯由下述方法制得：将氧化石墨烯、水、氨水和氯化钇溶液混合后进行水热反应，离心分离出沉淀，经干燥得到负载有氧化钇的氧化石墨烯；将负载有氧化钇的氧化石墨烯、乙醇和十八胺混合后，在室温下搅拌反应，离心分离出沉淀，经干燥得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
8.作为本发明的优选实施方式，所述改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液由下述方法制得：将二氧化硅、水、油酸混合进行搅拌反应，加入十二烷基硫酸钠，经搅拌反应、超声分散后得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液；将油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液加入苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液中，经搅拌反应后过滤得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
9.进一步的，所述油酸、十二烷基硫酸钠与二氧化硅的质量比为油酸：十二烷基硫酸钠：二氧化硅＝2:1:0.5。
10.进一步的，所述苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液包括如下按重量份数计的原料：丙烯酸10份、丙烯酸丁酯18份、苯乙烯6份、引发剂0.8份、水50份。
11.进一步的，所述苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液由下述方法制得：将丙烯酸
和水混合后，加入碳酸氢钠溶液调节ph值至中性，加入丙烯酸丁酯、苯乙烯和引发剂，在80℃下搅拌0.5h，得到苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液。
12.作为本发明的优选实施方式，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述乳化剂为乳化剂op-10。
13.作为本发明的优选实施方式，a组分与b组分的质量比为(1～1.5):1。
14.第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的建筑用防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
15.(1)将水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合得到a组分；
16.(2)将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、消泡剂、乳化剂和水混合后，搅拌均匀得到组分b；
17.(3)将将组分a和组分b混合均匀，得到建筑用防水涂料。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
19.(1)本发明的b组分中含有两种乳液，改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液和丁苯乳液按照特定比例混合，使建筑用防水涂料集合了改性共聚乳液和丁苯乳液的优点，有效提高了涂料的流动性和耐候性；
20.(2)本发明通过对苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液进行改性，在改性过程中油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛参与了乳液共聚反应过程，改善了共聚乳液的耐热性，从而提高了建筑用防水涂料的在高温下存储稳定性，即使在50℃环境中长时间存储后，涂料涂层仍表现出优异的力学性能。
具体实施方式
21.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
23.对下述实施例及对比例所得的涂料产品进行性能测试，具体如下：
24.(1)按照gb/t16777中的规定进行拉伸性能测试，拉伸速率为200mm/min；
25.(2)按照jg/t 25-2017《建筑涂料涂层耐温变性试验方法》和gb/t16777-2008《建筑防水涂料试验方法》测试在100℃和30℃之间温变循环后的透水性；
26.(3)将试件置于50℃的恒温烘箱中进行存储试验，25周后测定涂层的拉伸强度和断裂伸长率。
27.实施例1
28.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法包括如下步骤：
29.(1)将氧化石墨烯加入去离子水中，氧化石墨烯与去离子水的质量体积为为1:100g/ml，超声分散1h，得到氧化石墨烯悬浮液；向氧化石墨烯悬浮液加入氨水，所述氧化石墨烯与氨水的质量体积比为1:200g/ml，氨水的质量浓度为28％，在超声下缓慢加入氯化钇溶液，氯化钇溶液的浓度为0.1mol/l，氯化钇溶液中氯化钇与氧化石墨烯的质量比为1:4，
超声分散0.5h，再静置12h，转入水热反应釜中在120℃下水热反应12h，冷却至室温，离心分离出沉淀，将沉淀置于60℃下干燥24h，得到负载有氧化钇的氧化石墨烯；将负载有氧化钇的氧化石墨烯加入乙醇中，负载有氧化钇的氧化石墨烯与乙醇的质量体积比为1:50g/l，超声分散1h，得到分散液；向分散液中加入十八胺，负载有氧化钇的氧化石墨烯与十八胺的质量比为3:1，在室温下搅拌反应10h，经离心分离出沉淀，将沉淀在60℃下干燥24h，得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
30.(2)称取下述按重量百分比计的原料：硅酸盐水泥60％、贝壳粉20％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯8％、电气石粉12％，将硅酸盐水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合2h，得到a组分。
31.(3)将二氧化硅加入去离子水中，二氧化硅与去离子水的质量体积比为1:20g/ml，超声分散1h后，加入油酸，在80℃下搅拌1h，降温至45℃后，加入十二烷基硫酸钠，保温搅拌2h，超声分散1h，得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液，其中，油酸、十二烷基硫酸钠与二氧化硅的质量比为油酸：十二烷基硫酸钠：二氧化硅＝2:1:0.5。
32.(4)将10重量份的丙烯酸和50重量份的去离子水混合后，加入质量分数为10％的碳酸氢钠溶液调节ph值至中性，加入18重量份的丙烯酸丁酯和6重量份的苯乙烯和0.8重量份的过硫酸钾，在80℃下搅拌0.5h，然后滴加5重量份的油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液，在30min内滴加完毕，继续在80℃下搅拌1.5h，冷却至室温，过滤后出料得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
33.(5)称取下述按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液72％、丁苯乳液7.5％、有机硅类消泡剂0.3％、乳化剂op-103.2％、去离子水余量，将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、有机硅类消泡剂、乳化剂op-10和水混合后，搅拌均匀得到组分b。
34.(6)将组分a和组分b按照1.1:1的重量比混合均匀，得到建筑用防水涂料。
35.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
36.(1)拉伸强度：3.1mpa，断裂伸长率：210％；
37.(2)吸水率：6.2％；
38.(3)180天后拉伸强度：3.0mpa，180天后断裂伸长率：206％。
39.实施例2
40.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法包括如下步骤：
41.(1)按照实施例1的步骤(1)制备得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
42.(2)称取下述按重量百分比计的原料：硅酸盐水泥65％、贝壳粉15％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯7％、电气石粉13％，将硅酸盐水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合2h，得到a组分。
43.(3)按照实施例1的步骤(3)制备得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液。
44.(4)按照实施例1的步骤(4)制备得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
45.(5)称取下述按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液66％、丁苯乳液10％、有机硅类消泡剂0.3％、乳化剂op-103％、去离子水余量，将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、有机硅类消泡剂、乳化剂op-10和水混合后，搅拌均匀得到组分b。
46.(6)将组分a和组分b按照1.2:1的重量比混合均匀，得到建筑用防水涂料。
47.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
48.(1)拉伸强度：3.0mpa，断裂伸长率：208％；
49.(2)吸水率：6.1％；
50.(3)180天后拉伸强度：2.9mpa，180天后断裂伸长率：203％。
51.实施例3
52.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法包括如下步骤：
53.(1)按照实施例1的步骤(1)制备得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
54.(2)称取下述按重量百分比计的原料：硅酸盐水泥58％、贝壳粉18％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯7％、电气石粉15％，将硅酸盐水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合2h，得到a组分。
55.(3)按照实施例1的步骤(3)制备得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液。
56.(4)按照实施例1的步骤(4)制备得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
57.(5)称取下述按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液75％、丁苯乳液8％、有机硅类消泡剂0.4％、乳化剂op-102％、去离子水余量，将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、有机硅类消泡剂、乳化剂op-10和水混合后，搅拌均匀得到组分b。
58.(6)将组分a和组分b按照1.2:1的重量比混合均匀，得到建筑用防水涂料。
59.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
60.(1)拉伸强度：2.9mpa，断裂伸长率：201％；
61.(2)吸水率：6.4％；
62.(3)180天后拉伸强度：2.9mpa，180天后断裂伸长率：196％。
63.实施例4
64.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法包括如下步骤：
65.(1)按照实施例1的步骤(1)制备得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
66.(2)称取下述按重量百分比计的原料：硅酸盐水泥40％、贝壳粉35％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯10％、电气石粉15％，将硅酸盐水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合2h，得到a组分。
67.(3)按照实施例1的步骤(3)制备得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液。
68.(4)按照实施例1的步骤(4)制备得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
69.(5)称取下述按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液80％、丁苯乳液5％、有机硅类消泡剂0.5％、乳化剂op-10 5％、去离子水余量，将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、有机硅类消泡剂、乳化剂op-10和水混合后，搅拌均匀得到组分b。
70.(6)将组分a和组分b按照1.5:1的重量比混合均匀，得到建筑用防水涂料。
71.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
72.(1)拉伸强度：2.5mpa，断裂伸长率：162％；
73.(2)吸水率：9.2％；
74.(3)180天后拉伸强度：2.1mpa，180天后断裂伸长率：141％。
75.实施例5
76.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法包括如下步骤：
77.(1)按照实施例1的步骤(1)制备得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。
78.(2)称取下述按重量百分比计的原料：硅酸盐水泥70％、贝壳粉15％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯5％、电气石粉10％，将硅酸盐水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合2h，得到a组分。
79.(3)按照实施例1的步骤(3)制备得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液。
80.(4)按照实施例1的步骤(4)制备得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
81.(5)称取下述按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液75％、丁苯乳液10％、有机硅类消泡剂0.1％、乳化剂op-10 1％、去离子水余量，将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、有机硅类消泡剂、乳化剂op-10和水混合后，搅拌均匀得到组分b。
82.(6)将组分a和组分b按照1.2:1的重量比混合均匀，得到建筑用防水涂料。
83.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
84.(1)拉伸强度：2.7mpa，断裂伸长率：178％；
85.(2)吸水率：7.8％；
86.(3)180天后拉伸强度：2.5mpa，180天后断裂伸长率：172％。
87.实施例6
88.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本实施例的a组分由下述按重量百分比计的原料制成：硅酸盐水泥50％、贝壳粉30％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯8％、电气石粉12％。
89.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
90.(1)拉伸强度：2.9mpa，断裂伸长率：198％；
91.(2)吸水率：7.3％；
92.(3)180天后拉伸强度：2.8mpa，180天后断裂伸长率：192％。
93.实施例7
94.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本实施例的a组分由下述按重量百分比计的原料制成：硅酸盐水泥60％、贝壳粉17％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯5％、电气石粉18％。
95.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
96.(1)拉伸强度：2.9mpa，断裂伸长率：198％；
97.(2)吸水率：7.6％；
98.(3)180天后拉伸强度：2.7mpa，180天后断裂伸长率：182％。
99.实施例8
100.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本实施例的b组分由下述按重量百分比计的原料制成：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液80％、丁苯乳液5％、有机硅类消泡剂0.3％、乳化剂op-103.2％、去离子水余量。
101.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
102.(1)拉伸强度：2.6mpa，断裂伸长率：178％；
103.(2)吸水率：6.5％；
104.(3)180天后拉伸强度：2.4mpa，180天后断裂伸长率：176％。
105.实施例9
106.本实施例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本实施例的b组分由下述按重量百分比计的原料制成：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液70％、丁苯乳液10％、有机硅类消泡剂0.3％、乳化剂op-103.2％、去离子水余量。
107.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
108.(1)拉伸强度：2.9mpa，断裂伸长率：204％；
109.(2)吸水率：7.6％；
110.(3)180天后拉伸强度：2.80mpa，180天后断裂伸长率：201％。
111.对比例1
112.本对比例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本对比例的a组分由下述按重量百分比计的原料制成：硅酸盐水泥60％、贝壳粉20％、氧化石墨烯8％、电气石粉12％。
113.经检测，本实施例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
114.(1)拉伸强度：2.9mpa，断裂伸长率：192％；
115.(2)吸水率：10.6％；
116.(3)180天后拉伸强度：2.7mpa，180天后断裂伸长率：184％。
117.对比例2
118.本对比例提供了一种建筑用防水涂料，其制备方法与实施例1的不同之处在于，本对比例的b组分由下述按重量百分比计的原料制成：苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液72％、丁苯乳液7.5％、有机硅类消泡剂0.3％、乳化剂op-103.2％、去离子水余量，其中，苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液由下述方法制得：将10重量份的丙烯酸和50重量份的去离子水混合后，加入质量分数为10％的碳酸氢钠溶液调节ph值至中性，加入18重量份的丙烯酸丁酯和6重量份的苯乙烯和0.8重量份的过硫酸钾，在80℃下搅拌2h，冷却至室温，过滤后出料得到苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。
119.经检测，本对比例制备出的建筑用防水涂料的性能如下：
120.(1)拉伸强度：2.3mpa，断裂伸长率：192％；
121.(2)吸水率：13.4％；
122.(3)180天后拉伸强度：1.9mpa，180天后断裂伸长率：171％。
123.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
技术特征：
1.一种建筑用防水涂料，其特征在于，包括a组分和b组分，其中，a组分包括以下按重量百分比计的原料：水泥40～70％、贝壳粉15～35％、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯5～10％、电气石粉10～25％，b组分包括以下按重量百分比计的原料：改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液60～80％、丁苯乳液5～10％、消泡剂0.1～0.5％、乳化剂1～5％、水余量。2.如权利要求1所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中的至少一种。3.如权利要求1所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述负载有氧化钇的改性氧化石墨烯由下述方法制得：将氧化石墨烯、水、氨水和氯化钇溶液混合后进行水热反应，离心分离出沉淀，经干燥得到负载有氧化钇的氧化石墨烯；将负载有氧化钇的氧化石墨烯、乙醇和十八胺混合后，在室温下搅拌反应，离心分离出沉淀，经干燥得到负载有氧化钇的改性氧化石墨烯。4.如权利要求1所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液由下述方法制得：将二氧化硅、水、油酸混合进行搅拌反应，加入十二烷基硫酸钠，经搅拌反应、超声分散后得到油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液；将油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛分散液加入苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液中，经搅拌反应后过滤得到改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液。5.如权利要求4所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述油酸、十二烷基硫酸钠与二氧化硅的质量比为油酸：十二烷基硫酸钠：二氧化硅＝2:1:0.5。6.如权利要求4所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液包括如下按重量份数计的原料：丙烯酸10份、丙烯酸丁酯18份、苯乙烯6份、引发剂0.8份、水50份。7.如权利要求6所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液由下述方法制得：将丙烯酸和水混合后，加入碳酸氢钠溶液调节ph值至中性，加入丙烯酸丁酯、苯乙烯和引发剂，在80℃下搅拌0.5h，得到苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸种子乳液。8.如权利要求1所述的建筑用防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，所述乳化剂为乳化剂op-10。9.如权利要求1所述的建筑用防水涂料，其特征在于，a组分与b组分的质量比为(1～1.5):1。10.一种如权利要求1～9所述的建筑用防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将水泥、贝壳粉和负载有氧化钇的改性氧化石墨烯加入球磨机中，球磨混合得到a组分；(2)将改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、消泡剂、乳化剂和水混合后，搅拌均匀得到组分b；(3)将将组分a和组分b混合均匀，得到建筑用防水涂料。
技术总结
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种建筑用防水涂料及其制备方法。所述建筑用防水涂料的A组分包括水泥、贝壳粉、负载有氧化钇的改性氧化石墨烯、电气石粉，B组分包括改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液、丁苯乳液、消泡剂、乳化剂。本发明的B组分中含有两种乳液，改性苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液和丁苯乳液按照特定比例混合，有效提高了涂料的流动性和耐候性；本发明通过对苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚乳液进行改性，在改性过程中油酸-十二烷基硫酸钠改性二氧化钛参与了乳液共聚反应过程，提高了建筑用防水涂料的在高温下存储稳定性，即使在50℃环境中长时间存储后，涂料涂层仍表现出优异的力学性能。涂料涂层仍表现出优异的力学性能。
