專利名稱：雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠防水涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及環保防水涂料領域，具體是一種雙組分室溫交聯環保型有機硅橡膠防水涂料及其制備方法。
背景技術：
據統計，近10年來我國城鎮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滲漏。據國家建設部對北京、上海、武漢、長沙等全國22個城市的抽樣調查表明，新建房屋的平均滲漏率更是高達60％。出現如此多的房屋滲漏，與當前普遍使用的房屋墻壁及屋頂漏水處理材料有關。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生搭邊粘接不良，時間稍長，房屋就會出現漏水現象，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大量的有機溶劑而污染環境，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)防水涂料既環保，又價格合適，但絕大多數水性(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，有機硅具有優異的疏水、透氣、耐候、耐高低溫及良好的化學穩定性等，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定性，并且在常溫常壓下，遇濕氣即交聯成彈性體，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交聯固化的問題。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域中競相開發的熱點和難點。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術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水性有機硅橡膠防水涂料。
本發明的另一目的是提供一種雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠防水涂料的制備方法。
為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠防水涂料，包括組分A和組分B；以重量份數計，組分A包括如下物質填料 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；以重量份數計，組分B包括0.2～6份交聯劑和0.1～6份增粘劑；所述交聯劑為多官能團有機硅交聯劑，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。
本發明的雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠防水涂料通過下述步驟實現第一步按重量份數計，5～30份填料和10～40份補強劑加入10～50份水中，經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；第二步按重量份數計，將0.2～6份交聯劑與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，為現有技術，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。其聚硅氧烷的結構為 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。
本發明的機理與傳統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，兩者則發生交聯反應，混合物在施工過程中一邊反應，水份則一邊蒸發，稠度逐漸增大，最后不可逆地形成有機硅薄層彈性體。
本發明具有如下優點1.對大多數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、環境不存在污染、危害，為環保型涂料。
5.有機硅彈性涂層具有優異的疏水、透氣、拒污、耐候、耐高低溫和化學穩定性，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
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1以重量份數計，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，繼續攪拌30分鐘。混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。經檢測，雙組分室溫交聯固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數如表1。
將所得雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經過一星期，測試固化膜的機械性能參數如表1。
表1雙組分室溫交聯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，繼續攪拌40分鐘，混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。經檢測，雙組分室溫交聯固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數如表2。
將所得雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經過一星期固化，測試固化膜的機械性能參數如表2。
表2雙組分室溫交聯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，繼續攪拌40分鐘，混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。經檢測，雙組分室溫交聯固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數如表3。
將所得雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經過一星期，測試固化膜的機械性能參數如表3。
表3雙組分室溫交聯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，繼續攪拌30分鐘，混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。
實施例5以重量份數計，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，繼續攪拌30分鐘，混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。經檢測，雙組分室溫交聯固化水性有機硅橡膠防水涂料的性能參數如表4。
將所得雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠涂料置于聚四氟乙烯模具上固化成膜，經過一星期，測試固化膜的機械性能參數如表4。
表4雙組分室溫交聯水性有機硅橡膠涂料及其固化膜的基本性能
實施例6以重量份數計，將10份硫酸鋇和10份沉淀白碳黑加入到14份水中，經分散混合均勻后，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，繼續攪拌10分鐘，混合均勻制得室溫交聯的水性有機硅橡膠防水涂料。
權利要求
1.雙組分室溫交聯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；以重量份數計，組分A包括如下物質填料 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份以重量份數計，組分B包括0.2～6份交聯劑和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.根據權利要求1所述的雙組分室溫交聯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.根據權利要求1所述的雙組分室溫交聯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.根據權利要求1所述的雙組分室溫交聯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重量份數的顏料。
5.根據權利要求4所述的雙組分室溫交聯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.根據權利要求1所述的雙組分室溫交聯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.制備權利要求1所述雙組分室溫交聯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；第二步按重量份數計，將0.2～6份交聯劑與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，制成室溫交聯的雙組分水性有機硅橡膠防水涂料。
全文摘要
本發明涉及一種雙組分環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劑及增粘劑構成組分B。使用時，兩者按一定比例復配后，制成雙組分環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，如防止墻壁及屋頂漏水、衛生間防水、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 優先權日2005年2月25日
發明者馬文石, 鄧衛星 申請人:華南理工大學