[发明专利]一种水性纳米防水涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性纳米防水涂料及其制备方法和应用，所述涂料原料包括以下组分：异氰酸酯、聚醚二元醇、前扩链剂、后扩链剂、环氧树脂、纳米粒子、硫酸钡、颜料、成膜助剂、分散剂、消泡剂、羟乙基纤维素；本发明通过以异氰酸酯、聚醚二元醇为水性聚氨酯原料，添加适量的纳米粒子，通过纳米粒子高比表面积和高表面能的特性提高涂层耐老化性能，同时，基于其粒径极小的特点可以起到封闭涂膜微孔，使涂层更加致密化，从而提高防水、耐腐蚀的技术效果。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性纳米防水涂料及其制备方法。

背景技术

涂装防水涂料是涂膜防水的一种，适用于结构表面，液态的涂料干燥固化后，形成一定厚度具有防水、抗渗、防潮功能的连续涂层。聚氨酯防水涂料是由异氰酸酯、含羟基树脂等经加成聚合反应而成的含异氰酸酯基的预聚体。且因其良好的柔韧性、耐冲击性、耐腐蚀性、耐化学品性及优异的耐低温性等特点，已广泛地应用于建筑、桥梁及混凝土工程等领域。但是溶剂型聚氨酯涂料中的有机溶剂对人类健康和环境造成危害，故近年来环保无毒、低VOC的水性聚氨酯防水涂料备受关注。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。但是现有的水性聚氨酯防水涂料普遍具有耐水性不足、耐候性较差、耐腐蚀性较差的缺点而无法实现对溶剂型聚氨酯涂料的完全替代。因此，提供一种具有极好的耐水性、耐候性和耐腐蚀性能的水性聚氨酯涂料是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性纳米防水涂料及其制备方法和应用，通过在水性聚氨酯防水涂料中引入纳米粒子，提高涂层致密性，从而赋予其极好的耐水性、耐候性和耐腐蚀性能。

本发明的技术方案之一，一种水性纳米防水涂料，质量份数计，原料包括以下组分：

异氰酸酯30-50份、聚醚二元醇100-200份、前扩链剂3-5份、后扩链剂5-10份、环氧树脂5-10份、纳米粒子10-30份、硫酸钡20-35份、颜料3-15份、成膜助剂0.3-0.5份、分散剂0.5-1份、消泡剂0.3-1份、羟乙基纤维素0.05-0.15份。

进一步地，所述前扩链剂为羧酸型二元亲水扩链剂，更进一步地，选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、赖氨酸、谷氨酸和水杨酸中的一种或多种；

进一步地，所述后扩链剂为小分子二元醇扩链剂；更进一步地，选自1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇和1,4-环己烷二甲醇中的一种或多种。

进一步地，所述成膜助剂为二丙二醇甲醚和/或二丙二醇丁醚；

进一步地，所述分散剂为氧化铝；

进一步地，所述消泡剂为质量比为1:1的甘油聚氧丙烯醚和聚二甲基硅氧烷的复配剂。

进一步地，所述异氰酸酯为至少两个异氰酸酯基团的异氰酸酯；

进一步地，所述聚醚二元醇选自聚四氢呋喃醚二醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇、聚己二酸1,4-丁二醇酯二元醇中的一种；

进一步地，所述环氧树脂为E-51；

进一步地，所述纳米离子为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或几种。

本发明的技术方案之二，上述水性纳米防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取原料总量30-50％异氰酸酯和聚醚二元醇、纳米粒子混合后，加入前扩链剂在惰性氛围下加热反应得到混合物A；

(2)混合物A中加入剩余异氰酸酯、环氧树脂、后扩链剂后惰性氛围下加热反应得到混合物B；

(3)混合物B加水乳化得到水性聚氨酯乳液；