一種氣干型丙烯酸酯防水涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種氣干型丙烯酸酯防水涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯酸酯防水涂料是以丙烯酸酯單體為主單體基料、丙烯酸酯樹脂為主要成分的 反應(yīng)性液體樹脂，加入其它助劑與粉料，通過雙鍵聚合反應(yīng)，而形成具有強(qiáng)韌性丙烯酸酯高 分子化合物的防水涂料。丙烯酸酯類高分子具有超低溫固化、固化快、完全固化后無小分子 殘留的特點(diǎn)，制備的涂膜具有良好的抗老化性、耐光性、耐候性、且對酸、堿、鹽、油有卓越的 耐久性，以及價格低廉、合成工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，國外已大量應(yīng)用于市政道路、混凝土橋面板、 鋼結(jié)構(gòu)橋面板、橋墩、管道、工業(yè)地坪、玻璃鋼制品等領(lǐng)域，有效地保護(hù)了這些結(jié)構(gòu)的性能， 延長了使用期限。丙烯酸酯防水涂料的反應(yīng)屬于自由基聚合，由促進(jìn)劑引發(fā)劑引發(fā)產(chǎn)生自 由基，樹脂與丙烯酸酯類等其他活性單體交聯(lián)形成漆膜。由于反應(yīng)中自由基極易與空氣中 的氧反應(yīng)，從而消耗了引發(fā)共聚反應(yīng)的自由基，導(dǎo)致共聚反應(yīng)不完全，即存在所謂的氧阻聚 問題。實(shí)際生產(chǎn)中，往往會出現(xiàn)由于固化不完全而導(dǎo)致涂料表面發(fā)粘，進(jìn)而影響其使用性 能。目前，為克服丙烯酸酯涂料施工中存在的氧阻聚問題，人們在丙烯酸酯防水涂料和地坪 涂料中多添加高熔點(diǎn)密封蠟，蠟液在固化反應(yīng)放熱后會上浮到漆膜表面，起到物理隔絕氧 氣的作用，例如中國發(fā)明專利CN102911540A，CN102140266A，CN104046070A中所用的密封 劑基本上都是高熔點(diǎn)蠟。但是，密封蠟存在著上浮不完全，影響涂料表面，易隨粉料骨料下 沉失去作用阻隔作用，從而影響涂料的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種氣干型丙烯酸酯防水涂料及其制備方法。為解決丙烯 酸酯防水涂料實(shí)際施工中由于密封蠟不能有效解決氧阻聚問題而存在固化不完全等問題， 引入反應(yīng)型氣干劑樹脂代替密封蠟。反應(yīng)型氣干劑樹脂中的烯丙基醚含烯丙基雙鍵和醚 鍵，雙鍵中的正碳原子上的氫很容易失去，成為游離基，與空氣中的氧結(jié)合，生成過氧化物， 而這一過氧化物產(chǎn)生活性強(qiáng)的自由基，促進(jìn)下一步反應(yīng)的繼續(xù)，從而發(fā)生一系列雙鍵交聯(lián) 反應(yīng)，有效地隔絕氧對丙烯酸酯涂料反應(yīng)的阻聚作用，使其在空氣中固化而不發(fā)粘。另外其 本身含有雙鍵，可作為活性稀釋和交聯(lián)劑。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0005] -種氣干型丙烯酸酯防水涂料，由A組分和B組分組成，其中，
[0006]A組分，按總質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計算，由以下物質(zhì)組成：丙烯酸酯單體45~50%、丙 烯酸酯樹脂20~27%、反應(yīng)型氣干劑樹脂14~20%、胺類促進(jìn)劑1 %~2%、粉料8~ 14% ；
[0007] 上述述丙烯酸酯單體選自為甲基丙烯酸甲酯（MMA)、丙烯酸異辛酯（EHA)、丙烯酸 羥乙酯（HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA)、丙烯酸十二酯（LA)、丙烯酸十八酯（SA)或丙烯酸 異冰片酯（ΙΒ0Α)中的至少一種；
[0008] 上述反應(yīng)型氣干劑樹脂，按總質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計算，由稀丙基醚30~40%、異佛爾 酮二異氰酸酯38~45 %、羥基丙烯酸酯類單體14. 9~29. 9 %、催化劑0. 05~0. 1 %，按以 下方法制備：在有氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將計量好的異佛爾酮二異氰酸酯和催化劑加入至密閉分散 釜中，攪拌下加熱至40°C，滴加計量的烯丙基醚，升溫至60~65°C并保持3~4小時；然后 加入計量的羥基丙烯酸酯類單體，升溫到80°C并保持2~3小時；最后降溫至60°C以下，過 濾密封包裝；
[0009] B組分為過氧化物引發(fā)劑。
[0010] 上述述烯丙基醚優(yōu)選自乙二醇單烯丙基醚、二乙二醇單烯丙基醚、三羥甲基丙烷 二烯丙基醚或季戊四醇三烯丙基醚中的至少一種。
[0011] 上述羥基丙烯酸酯類單體優(yōu)選自丙烯酸羥乙酯（HEA)、甲基丙烯酸羥乙酯 (HEMA)、丙烯酸羥丙酯（HPA)、甲基丙烯酸羥丙酯（HPMA)、丙烯酸羥丁酯（HBA)中的至少一 種。
[0012] 上述催化劑優(yōu)選自有機(jī)錫催化劑、有機(jī)鉍催化劑或鉍鋅混合催化劑中的至少一 種。
[0013] 上述丙烯酸酯樹脂優(yōu)選自熱塑性丙烯酸酯聚合物、聚氨酯丙烯酸酯聚合物或環(huán)氧 丙烯酸酯聚合物中的至少一種。
[0014] 上述胺類促進(jìn)劑優(yōu)選自二乙醇胺、二甲基乙醇胺、N，N-二乙基羥基胺、N，N-二甲 基對甲苯胺或N，N-二乙基苯胺中的至少一種。
[0015] 上述粉料優(yōu)選自800目滑石粉、濕法絹云母、有機(jī)膨潤土或石英粉中的至少一種。
[0016] 上述過氧化物引發(fā)劑選自過氧化苯甲酰、過氧化2-乙基己酸叔戊酯、過氧化2-乙 基己酸叔丁酯、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明氣干型丙烯酸酯防水涂料，A組分的制備包括以下步驟：
[0018] 將丙烯酸酯單體攪拌均勻，加熱至50°C;再加入計量的丙烯酸酯樹脂、反應(yīng)型氣干 劑樹脂；溫度保持50~75°C，充分?jǐn)嚢?~3小時直至溶解，降溫至55°C，加入胺類促進(jìn) 劑、粉料，繼續(xù)攪拌lh，然后降溫至30°C，過濾出料，得A組分。
[0019]B組分過氧化物的選擇：可根據(jù)溫度、半衰期、顏色要求選擇合適的過氧化物。在 室溫固化一般選擇過氧化苯甲酰。
[0020] 配制涂料時，將A組分與B組分按100:2~3的質(zhì)量比混合即可。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 1、采用氣干性單體烯丙基醚，在聚合物分子中直接引入氣干元素以達(dá)到本質(zhì)的氧 阻聚效果。對于丙烯酸酯防水涂料而言，單純使用烯丙基醚并不能起到良好的氣干作用。通 過反應(yīng)型氣干劑樹脂從本質(zhì)上提高體系氣干效果，降低對丙烯酸酯漆膜力學(xué)性能的影響， 達(dá)到固化效果好漆膜性能佳。
[0023] 2、由于傳統(tǒng)的丙烯酸酯防水涂料配方中使用了高熔點(diǎn)密封蠟，所以在固化過程中 隨著蠟的向上迀移，大大了影響了丙烯酸酯防水涂料的漆膜表觀，而采用本發(fā)明可以很好 的解決這個問題，漆膜光滑均勻。
[0024]3、傳統(tǒng)的丙烯酸酯防水涂料配方中的粉料對高熔點(diǎn)密封蠟影響非常大，隨著粉料 的沉積，密封蠟存在著上浮不完全的風(fēng)險，導(dǎo)致漆膜局部固化不完全，而影響性能。而本發(fā) 明采用聚合物分子引入氣干單體，與反應(yīng)單體可以相互融合，可以徹底解決該問題。
[0025] 4、由于反應(yīng)型氣干劑樹脂本身含有雙鍵，可作為活性稀釋和交聯(lián)劑。設(shè)計配方更 加靈活，可以與丙烯酸類軟單體、丙烯酸類硬單體、丙烯酸類長鏈單體、丙烯酸類短鏈單體 自由組合，更能適應(yīng)高要求的防水應(yīng)用領(lǐng)域。
[0026] 5、烯丙基醚類作為活性反應(yīng)氣干劑，相比石蠟而言，起到更好的氧阻聚作用。IPDI 含有不同活性的雙異氰酸酯基團(tuán)，通過IPDI將烯丙基醚類單體接枝到反應(yīng)性單體中，得到 反應(yīng)型氣干劑樹脂，相比于直接添加烯丙基醚類，能使丙烯酸酯涂料獲得更好的固化性能。 因?yàn)橄┍杨惡须p鍵能聚合交聯(lián)，加上IPDI脂肪族鏈，可獲得更好的強(qiáng)度和柔韌性。
[0027] 6、本發(fā)明可通過刮涂、噴涂、輥涂成膜，對施工設(shè)備要求小，成膜速度快，施工效益 高。力學(xué)性能好，耐老化性能優(yōu)異，可使用在室外環(huán)境例如橋梁混凝土防水、屋頂屋面防水、 水壩壩體防水防護(hù)。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明要求保 護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表達(dá)的范圍之內(nèi)。
[0029] 以下各實(shí)施例均采用以下方法制備A組分：將丙烯酸酯單體攪拌均勻，加熱至 50°C;再加入計量的丙烯酸酯樹脂、反應(yīng)型氣干劑樹脂；溫度保持50~75°C，充分?jǐn)嚢?~ 3小時直至溶解，降溫至55°C，加入胺類促進(jìn)劑、粉料，繼續(xù)攪拌lh，然后降溫至30°C，過濾 出料，得A組分。
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] -種氣干型丙烯酸酯防水涂料，由A組分和B組分組成，其配方組成如表1。
[0032] 表1實(shí)施例1涂料配方
[0033]
[0034] 實(shí)施例1中的反應(yīng)型氣干劑樹脂的制備方法：
[0035] 在有氮?dú)獗Ｗo(hù)下，分別準(zhǔn)確稱取IPDI脂肪族異氰酸酯40g、催化劑T-120. 05g、 三羥甲基丙烷二烯丙基醚30g和丙烯酸羥乙酯29. 95g將IPDI和催化劑加入至密閉分散 釜中，加熱攪拌至體系溫度為40°C，緩慢滴加稱量的三羥甲基丙烷二烯丙基醚，系統(tǒng)升溫 60-65Γ并保持3小時。然后加入稱量好的丙烯酸羥乙酯，攪拌升溫到80°C并保持2小時； 然后降溫至60°C以下，過濾密封包裝，即得反應(yīng)型氣干劑樹脂。
[0036] 實(shí)施例1性能測試根據(jù)JC/T2251-2014測定，結(jié)果如表2 :
[0037] 表2實(shí)施例1性能測試結(jié)果
[0038]
[0039]
[0040] 對比例1 :
[0041] 一種丙烯酸酯防水涂料，由A組分和B組分組成，其配方組成見表3 :
[0042] 表3對比例1涂料配方
[0043]
[0044]
[0045] 對比例1性能測試根據(jù)JC/T2251-2014測定，結(jié)果見表4。
[0046] 表4對比例2性能測試結(jié)果
[0047]
[0048]
[0049] 實(shí)施例1中A組分使用了反應(yīng)型氣干劑樹脂，對比例1中A組分使用了石蠟。由 上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出，實(shí)施例1中的力學(xué)性能要高于對比例的力學(xué)性能，在經(jīng)過人工氣候 老化試驗(yàn)累計輻照能量5150MJ/M2(1512h)后，實(shí)施例1的力學(xué)性能雖有下降但仍然符合標(biāo) 準(zhǔn)，而對比例1的力學(xué)性能下降后則明顯低于標(biāo)準(zhǔn)。說明實(shí)施例1中因?yàn)闅飧审w系而使得 漆膜固化較完全而性能效果更好，性能保持得更長久。對比例1中A組分使用了石蠟，粉料 對高熔點(diǎn)密封蠟影響非常大，隨著粉料的沉積，密封蠟存在著上浮不完全的風(fēng)險，導(dǎo)致漆膜 局部固化不完全，而影響性能。而實(shí)施例1采用聚合物分子引入氣干單體，與反應(yīng)