一种建筑外墙用防水涂料及其制备方法与流程

本发明涉及防水涂料，具体涉及一种建筑外墙用防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，外墙渗漏已成为新建建筑的最大质量通病，水分对墙体的侵蚀，特别是通过裂缝向墙体中渗透会引起混凝土内部钢筋的锈蚀，加快混凝土碳化，严重时影响到建筑物的使用寿命。

2、目前常用的防水涂料只是在混凝土表层形成一定厚度的涂层，且这些涂料与潮湿的混凝土基底的粘结强度均不高，材料与基底容易产生明显的界面缺陷，从而产生整体剥离而失去防水效果，同时由于建筑外墙常年处于水、大气、日光照射和化学侵蚀等的因素共同作用下，防水涂料的涂层出现老化，导致其物理力学性能下降，进而影响其防水性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种建筑外墙用防水涂料及其制备方法，解决了现有建筑外墙用防水涂料与混凝土基底粘结强度低的问题，同时改善了防水涂料的力学性能，减少其因老化导致的力学性能损失。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种建筑外墙用防水涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤s1：称取如下重量份原料：50-60份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、10-15份复合乳液、0.1-0.3份分散剂、0.3-0.5份消泡剂、0.8-1份成膜助剂、58-62份水泥、30-35份重质碳酸钙和30-35份石英粉；

4、步骤s2：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、复合乳液、分散剂、消泡剂和成膜助剂混合，搅拌制得液料，将水泥、重质碳酸钙和石英粉混合，制得粉料，将液料缓慢加入至粉料之中，在搅拌速率为800-1000rpm条件下，搅拌8-10min，制得一种建筑外墙用防水涂料；

5、所述复合乳液通过如下步骤制得：称取如下重量份原料：40-45份改性聚合物、0.5-0.8份十二烷基硫酸钠和60-70份去离子水，将改性聚合物、十二烷基硫酸钠和去离子水混合，在搅拌速率为2000rpm，温度为30℃条件下，搅拌30min，制得复合乳液；

6、所述改性聚合物通过如下步骤制得：

7、步骤a1：将3-氨丙基三乙氧基硅烷和4-甲氧基酚混合，在搅拌速率为200-240rpm，温度为40℃条件下，搅拌并加入丙烯酸羟乙酯，反应5-6h，制得中间体1；

8、3-氨丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯和4-甲氧基酚用量比为0.1mol∶0.2-0.22mol∶2-2.3g；

9、反应过程中，3-氨丙基三乙氧基硅烷中氨基与丙烯酸羟乙酯中双键发生迈克尔加成，形成叔胺，制得中间体1；

10、步骤a2：将异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚二元醇混合，在氮气保护、搅拌速率为150-180rpm，温度为90℃条件下，反应2-3h，再加入中间体1、1，4-丁二醇和二羟甲基丙酸，继续反应2-3h，再加入甲基丙烯酸羟乙酯，继续反应1h，降温至50℃并加入三乙胺，反应30min，制得封端预聚体；

11、异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、中间体1、1，4-丁二醇、二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺用量比为0.07-0.08mol∶26-27g∶0.008-0.01mol∶0.03-0.032mol∶0.012-0.013mol∶0.004mol∶0.015mol；

12、反应过程中，异佛尔酮二异氰酸酯中异氰酸酯基团先与聚醚二元醇中羟基反应，再与中间体1、1，4-丁二醇和二羟甲基丙酸中羟基反应，并加入甲基丙烯酸羟乙酯进行封端，再加入三乙胺中和，制得了以丙烯酸酯封端的封端预聚体；

13、步骤a3：将封端预聚体、改性聚轮烷、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯和n，n-二甲基甲酰胺混合，在搅拌速率为300-400rpm，温度为80℃条件下，搅拌并加入过硫酸钾，反应3-4h，制得改性聚合物；

14、封端预聚体、改性聚轮烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钾和n，n-二甲基甲酰胺用量比为120-140g∶18-20g∶7-8g∶7-8g∶0.25-0.28g∶80-100ml；

15、反应过程中，在引发剂过硫酸钾的作用下，封端预聚体、改性聚轮烷、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中双键发生自由基聚合，形成聚丙烯酸酯链段，从而制得改性聚合物；

16、所述改性聚轮烷通过如下步骤制得：

17、步骤b1：将4-溴-1，8-萘二甲酸酐和无水乙醇混合，在氮气保护，搅拌速率为300-400rpm，温度为80℃条件下，搅拌并加入1h，1h-全氟辛基胺，反应3-4h，制得中间体a，将中间体a和n，n-二甲基甲酰胺混合，搅拌并加入叠氮化钠和去离子水，在搅拌速率为180-200rpm，室温条件下，反应16-18h，制得中间体b；

18、4-溴-1，8-萘二甲酸酐和1h，1h-全氟辛基胺用量比为0.02mol∶0.02-0.022mol，中间体a、叠氮化钠和去离子水用量比为0.02mol∶0.37-0.4g∶2ml；

19、反应过程中，4-溴-1，8-萘二甲酸酐中酸酐与1h，1h-全氟辛基胺中氨基反应，形成酰亚胺结构，制得中间体a，中间体a中溴再在叠氮化钠的作用下被叠氮化，形成叠氮基团，制得中间体b；

20、步骤b2：将β-环糊精、衣康酸和无水乙醇混合，在搅拌速率为150-180rpm，温度为80℃条件下，反应1-1.5h，制得改性环糊精，将聚乙二醇和四氢呋喃混合，在氮气保护，搅拌速率为200-300rpm，温度为5℃条件下，搅拌并加入叔丁醇钾，反应1h，再滴加溴代丙炔并升温至室温，继续反应24h，制得改性聚乙二醇；

21、β-环糊精和衣康酸用量比为0.02mol∶0.01-0.011mol，聚乙二醇、叔丁醇钾和溴代丙炔用量比为100-110g∶0.12-0.13mol∶0.12-0.13mol；

22、反应过程中，β-环糊精中羟基与衣康酸中羧基发生酯化反应，形成酯键，制得改性环糊精，聚乙二醇中端羟基先在叔丁醇钾的作用下形成钾盐，其再与溴代丙炔中溴发生取代反应，制得端炔基的改性聚乙二醇；

23、步骤b3：将改性聚乙二醇、改性环糊精和去离子水混合并超声分散10-15min，在氮气保护，搅拌速率为400-500rpm，室温条件下，搅拌12h，再加入中间体b、五水硫酸铜、五甲基二亚乙基三胺和抗坏血酸钠，反应2-3h，制得改性聚轮烷；

24、改性聚乙二醇、改性环糊精、中间体b、五水硫酸铜、五甲基二亚乙基三胺和抗坏血酸钠用量比为10-11g∶0.008-0.01mol∶0.02-0.22mol∶4.5-5g∶0.001mol∶0.002mol；

25、反应过程中，以改性聚乙二醇为客体，改性环糊精为主体，通过穿线法，形成了聚轮烷结构，再通过改性聚乙二醇中端炔基与中间体b中叠氮基的点击反应团反应，形成三氮唑基团，对聚轮烷结构进行封端，制得了改性聚轮烷；

26、本发明的有益效果：本发明涉及一种建筑外墙用防水涂料及其制备方法，通过在防水涂料原料中加入复合乳液，解决了现有建筑外墙用防水涂料与混凝土基底粘结强度低的问题，同时改善了防水涂料的力学性能，减少其因老化导致的力学性能损失；复合乳液是以改性聚合物、十二烷基硫酸钠和去离子水为原料制得，以改性聚合物是通过封端预聚体、改性聚轮烷、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯发生自由基聚合制得，由于改性聚轮烷是以改性环糊精穿于改性聚乙二醇上制得，其所形成的结构使得改性环糊精可以在改性聚乙二醇主链上转动与滑动，而又由于通过自由基聚合在改性环糊精上聚合有聚丙烯酸酯链段，从而形成了以非共价交联和共价交联结合形成的半互穿网络结构，这种特殊的网络结构，不仅保持了防水涂料在固化后交联密度，使其具有良好的防水性能，同时可运动的分子链结构使得其具有较好的韧性，而又由于这种韧性来源于其物理结构，其受紫外照射导致的老化对其力学性能影响较小，使得防水涂料在紫外老化后仍能保持较好的力学性能，同时由于改性聚轮烷是以中间体b封端，中间体b接枝有全氟长链，这种长链可以在一定程度上改善涂料的防水性能，并且由于在封端预聚体中引入了3-氨丙基三乙氧基硅烷支链，在涂料固化过程中，水解之后形成的si-0-si键也在一定程度上改善了其防水性能，同时其还参与防水涂料中水泥与无机填料的固化过程中，从而使得防水涂料各组分之间仍能保持较好的相容性，同时复合乳液中聚丙烯酸酯链段，也能使得防水涂料与混凝土基底之间产生较好的粘结性能。