一种新型防水涂胶及制作方法 技术领域：
本实用新型涉及一种防水涂胶及制作方法。特别是一种新型防水涂胶及制作方法，它是利用纳米材料制成的防水涂胶及制作方法。
背景技术：
在本发明前，以高分子聚合物为基料的防水涂胶，其防水性能的各项指标，均由高聚物基料的基本性能所决定，突破基料的基本性能指标，而大幅度得以提高的发明未见报导。
用高聚物制作的水性防水涂胶，如纯丙、苯丙、醋丙、聚胺酯、合成橡胶等，因其机械强度和柔性指标不足，需要加衬布补强；或因抗紫外线指标不足，需加遮护层保护；其中部分涂胶还需在使用前按比例搭配一定的固化组分。所有这些都使施工工艺变得复杂，增加了工艺的难度。由于工艺难度较大，极容易影响到防水工程的施工质量。
此外，因高聚物的老化期较快，致使防水层的使用年限不长；近些年，出于对环境保护的要求，大力发展水性涂胶技术，但是，往往因为其自身存在着一定的吸水率，使聚合物的老化速度加快。当建筑物的防水层老化后，增加了对防水层更新与维护的新的成本投入。
发明内容：
本发明旨在提供一种新型防水涂胶及制作方法，它可直接刷、刮、抹、涂于桥梁或建筑物需防水的表面上，它的机械强度与柔软度高，防紫外线性能好，并可以与色浆混溶，使得防水层与建筑物的颜色一致，可以增加建筑物整体装饰效果。
本发明产品的组分为：
按照重量比
含氢聚二甲基硅烷 35-50份
钛酸丁酯 35-50份
乙烯基三乙氧基硅烷 35-50份
乙二醇 35-50份
苯丙乳液 500-600份
碳酸钙 400-500份
增塑剂 50-66份
白炭黑 3-8份
钛白粉或色浆 适量
增稠剂 5-10份
本发明的制作方法为：
按照以下重量比，取
含氢聚二甲基硅烷 35-50份
钛酸丁酯 35-50份
乙烯基三乙氧基硅烷 35-50份
乙二醇 35-50份
将以上各组份混合搅拌后，静置24小时以上，再次搅拌后，加热至70-90℃，保持温度1小时。
将上述反应物与以下组分
苯丙乳液 500-600份
碳酸钙 400-500份
增塑剂 50-66份
白炭黑 3-8份
钛白粉或色浆 适量
增稠剂 5-10份
混合，搅拌，过滤，取其滤液，即为本发明产品。
本发明制作方法的反应机理：
本发明的防水特性来源于“互穿网络”的形成，该“互穿网络”的形成过程如下：
一，各组分的分子结构
苯丙乳液：苯乙烯、丙烯酸丁酯共聚体，分子结构式为；
苯乙烯与丙烯酸丁酯共聚体是互穿网络的主体，其中苯乙烯与丙烯酸丁酯中的丁醇的羟基共聚构成主链，该主链是互穿网络中的基础。
②钛酸丁酯：钛酸丁酯Ti(H9C4O)4具有对水地敏感性，在搅拌和静置过程中，吸收空气中的水分和含氢聚二甲基硅烷与乙二醇聚合时分解出来的水进行水解反应，水解反应生成式如下：
其生成物分子结构式为：
其中：Ti(OH)4为氢氧化钛，是一种纳米材料，因其被分散于粘稠度很大的液体中，不能自交联形成(C2H3OTi)C2H5O物质。它的结构式是：
C4H9OH为丁醇，在丙烯酸丁酯中，起保护剂作用。它的结构式是：
③乙烯基三乙氧基硅烷：乙烯基三乙氧基硅烷具有对水的敏感性，在搅拌和静止的过程中，吸收空气中的水分和含氢聚二甲基硅烷与乙二醇聚合时分解出来的水进行水解反应，水解生成：
生成物分子结构式为：
其中，Si(OH)4氢氧化硅为纳米材料，在粘稠度很大的液体中，不能自交联形成(C2H3OSi)C2H5O物质。
C2H5OH为乙醇，很快挥发。
C2H4O为类似乙醛的物质，但与乙醛配位不同。它的分子结构式为：
④乙二醇HOCH2CH2OH：
分子结构式为：
乙二醇一般可作为防冻剂使用，但在本发明中，它主要利用其羟基交联各网络体系。
⑤含氢聚二甲基硅烷：
其中，因有活泼的Si-H键，能与水、醇、烯等化合物反应，此物质是互穿网络的辅助体系。
2，反应机理
①纳米硅钛网络的形成：反应式为
含氢聚二甲基硅烷+乙二醇+Si(OH)4或Ti(OH)4(纳米材料)+3(乙二醇)+3 Si(OH)4或Ti(OH)4(纳米材料)+3(含氢聚二甲基硅烷)+……+3n(乙二醇)+3n Si(OH)4(纳米材料)+3n(含氢聚二甲基硅烷)→生成物即为本发明产品
其中，Si(OH)4或Ti(OH)4(纳米材料)为乙烯基三乙氧基硅烷或钛酸丁酯水解的生成物。
该生成物的分子结构式为：
当以上反应完成后，生成一种粘稠的乳液。这种乳液是有机物(硅油、乙二醇等)和无机物(纳米硅、纳米钛)的交联体，即为纳米硅钛网络。它既具有高聚物苯丙乳液的属性，又具有无机填料SiO2和CaCO3的属性，是介于有机和无机物之间的物质。
该生成物与苯丙乳液混合后，由于苯丙网络对纳米硅钛网络有相容和吸附的作用，而纳米硅钛网络对填料又有相容和吸附的作用，形成“互穿网络”，即苯丙网络、纳米硅钛网络与无机填料碳酸钙，增塑剂，白炭黑，钛白粉或色浆以及增稠剂形成“互穿网络”。如图1所示。
由于互穿网络的形成，使得填料的加入量极大的增加，涂胶的各种性能随之得到极大的改善。
本发明的防水原理：
本发明的产品具有纳米材料疏水性强的特征，其所制作的防水层，无论混加水泥与否，均具有明显的疏水特征。水珠在膜层上滚动，不侵润，类似于“荷叶露珠”。这个特征极大地降低了高聚物膜层吸水率的不利指标，同时还保留了透气性强的有利指标，使防水膜层的抗老化期得以大幅度的延长。
本发明产品独具的另一个优异品质还表现在；一般类型的防水涂胶，在老化期过后，首先失去弹性，继而开裂脱落，失去防水功能。而本发明的产品，在老化期过后，随着高聚物降解和断链发生，高聚物内的纳米材料开始发生无机反应，它们在失去了高聚物碳氢链的束缚后，无机材料互相之间的氢氧键开始发生链合反应，这个反应弥补了碳氢链断链而引起的开裂，形成了比碳氢链更强大的链接。老化后的涂膜，非但不脱落，反而更牢固地键接在基面之上，形成一种无机材料的防水膜层，防水膜层的柔性向刚性过渡与交换，这个特征是本发明产品独具的特性。因此，本发明的产品的老化期比一般高聚物涂胶的老化期长的多。
在使用本发明的产品进行地下防水工程时，为增加本发明产品与潮湿基面的粘接能力，可以将一定比例的水泥浆或水泥砂浆与其配合，利用水泥潮湿固化的原理，使本发明的产品与潮湿基面形成十分牢固的粘接，并形成坚固的防水膜层。本发明的产品可以用于地上、地下，轻质屋面与混凝土基面的防水工程中的通用型防水涂胶，它可直接刷、刮、抹、涂于桥梁或建筑物需防水的表面上，它的机械强度与柔软度高，防紫外线性能好，并可以与色浆混溶，使得防水层与建筑物的颜色一致，可以增加建筑物整体装饰效果。
附图说明：
图1为本发明产品的互穿网络体系结构示意图。
图中；1-填料，2-苯丙网络，3-纳米硅钛网络。
具体实施方式：
一.按照重量比先将以下组分
含氢聚二甲基硅烷 50份
钛酸丁酯 50份
乙烯基三乙氧基硅烷 50份
乙二醇 50份
混合搅拌后，静置24小时以上，再次搅拌后，加热至90℃，保持温度1小时。以使其自交联反应充分。
二.将上述反应物与
苯丙乳液 500份
碳酸钙 500份
增塑剂DOP 60份
白炭黑 8份
钛白粉或色浆 适量
增稠剂AT-06 10份
搅拌混合，过滤后，取其滤液，即为本发明产品。
将本发明的产品制成涂膜，进行检测。
该产品经技术检测，性能良好，其各项指标为：序号 检测指标 规定指标 参照标准 1 断裂延伸率 568 300 JC/T864-2000 2 老化处理后的拉伸强 度保持率(％) 加热处理467 80 JC/T864-2000 3 由2计算的拉伸强度 2.8MPa 1.5MPa JC/T864-2000 4 紫外线处理 317 200 JC/T864-2000 5 碱处理 167 80 JC/T864-2000 6 酸处理 487 300 JC/T864-2000 7 低温柔性 -20℃ -20℃ JC/T864-2000
注：其中最重要的防水指标检测，已超过0.3MPa/0.5h国家和部颁指标。