一种用于提升聚合物水泥基防水涂料干燥速度的助剂及其制备方法和应用以及防水涂料与流程

本发明属于助剂，更具体地，涉及一种用于提升聚合物水泥基防水涂料干燥速度的助剂及其制备方法和应用以及防水涂料。

背景技术：

1、聚合物水泥基防水涂料(简称js防水涂料)是由合成高分子聚合物乳液(如聚丙烯酸酯乳液等)及各种添加剂优化组合而成的液料和配套的粉料(由特种水泥、级配砂组成)复合而成的双组分水性防水涂料。这类涂料兼有高分子聚合物材料的延伸性、防水性，以及水硬性材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点，并可根据不同工程部位要求调节柔韧性和强度等性能，施工方法灵活方便。另一方面，随着社会的发展，人们对环保的要求越来越高。京津冀地区对于voc的排放更是有着严格的要求(db113005-2017建筑类涂料与胶粘剂挥发性有机化合物含量限值标准)。而js防水涂料以水为分散剂，环保性能优异，voc释放极低，克服了焦油、沥青等溶剂防水涂料的毒性及易污染环境的弊病，因此被广泛使用并且增速很快(年需求量超过100万吨)。

2、然而由于水的蒸发潜热大，另外受环境温湿度、通风条件等客观因素的影响，导致js涂料在实际应用环境下，干燥速度缓慢，严重影响工程施工周期，不利于产品的推广与应用。因此js防水涂料的干燥速度提升在js防水涂料领域有着重大的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于提升聚合物水泥基防水涂料干燥速度的助剂及其制备方法和应用以及防水涂料，在聚合物水泥基防水涂料中添加本发明的助剂，能够提高聚合物水泥基防水涂料的干燥速度。

2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于提升聚合物水泥基防水涂料干燥速度的助剂，该助剂如式ⅰ所示；其中，m为155-159的整数，n为155-159的整数；

3、

4、式ⅰ中，r为

5、本发明中，用于提升聚合物水泥基防水涂料干燥速度的助剂如式ⅰ所示，为星型结构，每个硅原子上连接一个分子臂，四个硅原子上连接的分子臂均相同，即每个r中的m的数值均相同，n的数值均相同。

6、本发明的第二方面提供上述助剂的制备方法，该制备方法包括：

7、(1)在第一溶剂和光引发剂的存在下，将四甲基四乙烯基环四硅氧烷和3-巯基-1-丙醇进行光引发反应，得到式ⅱ所示化合物；

8、(2)在保护气体和第二溶剂的存在下，将3-苯甲巯基硫代羰基丙酸和草酰氯进行反应，去除所述第二溶剂和剩余的草酰氯；然后加入式ⅱ所示化合物的溶液，在保护气体的存在下，进行搅拌反应，得到式ⅲ所示化合物；

9、(3)将所述式ⅲ所示化合物、2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯、第一引发剂和第三溶剂加入反应器中，使所述反应器内形成保护气体环境；然后使所述反应器内的物料在加热搅拌条件下进行反应，得到式ⅳ所示聚合物；

10、(4)将所述式ⅳ所示聚合物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、第二引发剂和第四溶剂加入反应器中，使所述反应器内形成保护气体环境；然后使所述反应器内的物料在加热搅拌条件下进行反应，得到所述助剂(如式ⅰ所示)；

11、式ⅱ中，r1为

12、

13、式ⅲ中，r2为

14、

15、式ⅳ中，r3为n为155-159的整数。

16、本发明中，每个r3中的n数值均相同。

17、根据本发明，优选地，步骤(1)中，所述第一溶剂为四氢呋喃；所述光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基丙酮；所述光引发反应在紫外光照射下进行；

18、所述四甲基四乙烯基环四硅氧烷、3-巯基-1-丙醇和光引发剂的摩尔比为1:(4-5):2。

19、本发明中，优选地，步骤(1)为对装有四甲基四乙烯基环四硅氧烷、3-巯基-1-丙醇、光引发剂和第一溶剂的反应器中的物料进行脱气以除去氧气，然后，用紫外光照射，进行光引发反应，得到式ⅱ所示化合物。

20、根据本发明，优选地，步骤(2)中，所述保护气体为氩气；所述第二溶剂为二氯甲烷；所述式ⅱ所示化合物的溶液为式ⅱ所示化合物的四氢呋喃溶液；

21、所述3-苯甲巯基硫代羰基丙酸和草酰氯的反应在20-30℃下进行；所述搅拌反应在20-30℃下进行；

22、所述3-苯甲巯基硫代羰基丙酸和草酰氯的摩尔比为1：(4-4.2)；

23、所述3-苯甲巯基硫代羰基丙酸和式ⅱ所示化合物的摩尔比为(4-4.2)：1。

24、根据本发明，优选地，步骤(3)和步骤(4)中，使所述反应器内形成保护气体环境的方法为：a.将反应器在液氮中冷冻，反应器内物料冷冻后，对反应器抽真空排出空气，然后将反应器在水浴中使物料溶解，溶解后，向反应器内充入保护气体；b.重复步骤a多次，然后封闭反应器。

25、本发明中，优选地，重复步骤a三次。

26、根据本发明，优选地，步骤(3)中，所述第一引发剂为2,2'-偶氮双(2-甲基丙腈)；所述第三溶剂为二氧六环；所述反应的温度为65-75℃；所述式ⅲ所示化合物、2-甲基-2-丙烯酸-2,3-二羟基丙酯和第一引发剂的摩尔比为1:(640-660):(1-3)。

27、根据本发明，优选地，步骤(4)中，所述第二引发剂为2,2'-偶氮双(2-甲基丙腈)；所述第四溶剂为乙醇水溶液；所述反应的温度为65-75℃；所述式ⅳ所示聚合物、甲基丙烯酸缩水甘油酯、第二引发剂的摩尔比为1:(640-660):(1-3)。

28、本发明中，优选地，所述乙醇水溶液中，乙醇和水的体积比为6：4。

29、本发明的第三方面提供上述助剂或者上述制备方法制备的助剂在制备聚合物水泥基防水涂料中的应用。

30、本发明中，通过对分子臂结构进行设计，采用raft策略和乳液聚合方法，合成了一种富含环氧和羟基官能团且具有特殊星形结构的两亲性助剂；该助剂用于不同类型的js防水涂料中，有效地提升js防水涂料的干燥速度。

31、本发明的干燥速度的提升原理：作为两亲性聚合物，本发明的助剂的分子在涂料中表现为亲水和疏水两端，亲水端含有的大量羟基官能团富集水分子，使涂料膜表面的水分子分布不均，分布少的部分水分子挥发速度更快，从而加速涂膜整体挥发速率。

32、本发明的第四方面提供一种聚合物水泥基防水涂料，该防水涂料包括：液料和粉料；

33、以质量份数计，所述液料包括：聚合物乳液50-100份；消泡剂0-0.5份；防霉剂0-0.5份；上述助剂或者上述制备方法制备的助剂1-20份，优选为10-15份；

34、以质量份数计，所述粉料包括：水泥10-70份、填料30-90份和减水剂0.1-1份。

35、本发明中，优选地，聚合物水泥基防水涂料应用时，液料和粉料按照重量比为1:(1-2)进行混合。

36、根据本发明，优选地，所述聚合物乳液为苯丙乳液、丁苯乳液、醋叔乳液和叔丙乳液中的至少一种。

37、本发明的技术方案具有如下有益效果：

38、(1)本发明的助剂添加到聚合物水泥基防水涂料中，能够提高聚合物水泥基防水涂料的干燥速度。

39、(2)本发明以提升js防水涂料的干燥速度为功能导向，通过分子臂设计合成了具有功能化分子臂的两亲性聚合物粒子助剂，并将其应用于以苯丙、丁苯、醋丙、叔丙乳液为基础的js防水涂料中，明显缩短了js防水涂料的干燥时间，提升了js防水涂料的干燥速度。

40、(3)本发明对相关功能导向聚合物粒子的结构设计及机理研究提供了参考，为相关js防水涂料的干燥速度提升以及快干型js防水涂料的研发及发展提供了思路。

41、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。