[发明专利]一种层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料的制备方法及其应用，属于特殊润湿性涂层材料领域。该材料是以正硅酸乙酯有效包覆憎水粉，再以正硅酸乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷两种有机硅烷为前驱体，水解缩合而得。具有制备方法简单、性质稳定、防水性好等特点。涂层材料具有低表面张力、耐高低温、耐候性好等优异特性，广泛应用于建筑和纺织等行业。

技术领域

本发明属于涂层材料技术领域，涉及一种层层包覆有机硅烷聚合物涂层材料的制备方法；本发明还涉及有机硅烷聚合物涂层材料在防水剂中的应用。

背景技术

抗渗、防水及补漏历来一直是建筑工程行业一个备受关注的问题。为此人们研制了各种防水剂、抗渗添加剂及防水涂料。传统的沥青补漏方法虽然能起到防水抗渗的作用，但基于其较高的成本、施工难度大、受紫外线影响和有效期较短等问题而广受诟病。具有优异防水性能，耐化学腐蚀、防风化和防剥落等性能的有机硅防水剂在建筑防水业中脱颖而出，且得到广泛应用。有机硅防水剂与水泥砂浆中的羟基反应，结合成网络结构。水泥砂浆固化后，有机硅中的疏水基团降低材料表面的表面能，阻止水的侵入，从而降低水泥砂浆的吸水率，很好地保持了水泥砂浆的自身性能。市场上常见的有机硅防水剂的活性组分主要是有机硅酸盐、硅烷、硅氧烷和硅树脂等。通常依据粗糙度与低表面能二者的结合构筑防水表面，现有制备防水表面的方法和种类已经很多，但现有制备方法过于依赖复杂的化学物质和精密的实验设备。其次，一般以含氟或硅烷的化合物作为低表面能物质，其价格昂贵且环境危害性大。同时，较长的制备周期也是当前面临的一个难题，这些存在的问题都导致难以有效地制备大面积的防水表面。基于此，利用简单有效的方法构造表面的微观结构，从而获得性能持久和优异的防水表面，并有效应用于实际生产和日常生活的各个方面是急需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于利用有机硅烷的水解缩合反应，提供了一种层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料的制备方法，是以正硅酸乙酯（TEOS）有效包覆憎水粉（WA），再以正硅酸乙酯（TEOS）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）两种有机硅烷为前驱体，水解缩合即得层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料；具体包括以下步骤：

步骤A.首先将憎水粉（WA）和正硅酸乙酯（TEOS）溶解在乙醇和氨-乙醇混合溶剂中,搅拌0.5小时，使混合均匀，80 °C反应完成后，抽滤，干燥后得二氧化硅包覆的憎水粉颗粒WA@SiO₂；

步骤B.再将步骤A得到的产物、及正硅酸乙酯（TEOS）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）这两种有机硅烷溶解在乙醇和氨-乙醇混合溶剂中,搅拌0.5小时，使混合均匀，80°C反应完成后，抽滤，干燥后得到层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物WA@SiO₂@HD-silica/HD-polymer。

本发明上述制备的一种层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料作为特殊润湿性涂层在防水剂中的应用。

本发明上述制备的层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料通过简单的涂布法在海绵基底材料上构筑防水涂层，实现在防水剂中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物作为涂层材料利用简单的浸涂法，构造性能持久优异具有防水特性的聚合物涂层，其采用的技术方案如是：以海绵为涂布基底材料，取40 mg步骤B制得的有机硅烷聚合物取加入10 mL甲苯中，震荡使聚合物均匀分散于甲苯中，采用浸涂法涂布于海绵表面，得具有防水特性的聚合物涂层。海绵基底材料上丰富的功能基团（羟基）与聚合物表面的硅羟基结合形成新的硅氧硅键，最终形成稳定的防水涂层。

对本发明具有防水特性的层层包覆憎水粉的有机硅烷聚合物涂层材料的性能进行测试及评价。