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1、10申请公布号CN104193289A43申请公布日20141210CN104193289A21申请号201410425705822申请日20140827C04B28/24200601C04B14/04200601C04B24/24200601C04B24/4220060171申请人辽宁一一三集团化工有限责任公司地址117100辽宁省本溪市本溪满族自治县小市镇黄山路29号72发明人程小平吴杰徐慧艳74专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所特殊普通合伙21234代理人张志伟54发明名称一种疏水性防护涂料及其制备方法57摘要本发明涉及建筑涂料领域，具体的说是一种疏水性防护涂料及其制备方法。按重量。
2、份数计，疏水性防护涂料的成分和含量如下水性硅溶胶4060份，白乳胶2040份，苯丙乳液1020份，有机硅15份，纳米方解石粉1030份，余量为水；其中，纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040。将水性硅溶胶、白乳胶、苯丙乳液、有机硅混合均匀形成硅溶胶乳液；在5060，搅拌下加入纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。本发明使用方解石纳米微粉制备疏水性建筑防护涂料，解决现有技术不能有效地保护石灰石建筑物被风雨长期侵蚀等问题。51INTCL权利要求书1页说明书6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1。
3、页说明书6页10申请公布号CN104193289ACN104193289A1/1页21一种疏水性防护涂料，其特征在于，按重量份数计，疏水性防护涂料的成分和含量如下水性硅溶胶4060份，白乳胶2040份，苯丙乳液1020份，有机硅15份，纳米方解石粉1030份，余量为水；其中，纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040。2按照权利要求1所述的疏水性防护涂料，其特征在于，纳米方解石粉为经过油酸和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷改性的疏水性纳米方解石粉。3按照权利要求2所述的疏水性防护涂料，其特征在于，纳米方解石粉的表面为油酸改性层，油酸改性层的表面为1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅。
4、烷改性层。4按照权利要求3所述的疏水性防护涂料，其特征在于，按重量比计，纳米方解石粉油酸1002004。5按照权利要求3所述的疏水性防护涂料，其特征在于，按重量比计，1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷油酸改性的纳米方解石粉11525。6一种权利要求1所述的疏水性防护涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤1按重量份数计，将水性硅溶胶4060份、白乳胶2040份、苯丙乳液1020份、有机硅15份，混合均匀形成硅溶胶乳液；2在5060，搅拌下加入纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。7按照权利要求6所述的疏水性防。
5、护涂料的制备方法，其特征在于，纳米方解石粉经过油酸和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷改性，形成疏水性纳米方解石粉，疏水纳米性方解石粉末的合成分为两个步骤1按重量份数计，纳米方解石粉1份，去离子水24份，油酸002004份；采用纳米方解石粉、去离子水、油酸为原料，具体步骤如下首先将纳米方解石粉末放入去离子水中进行分散，分散温度7080，分散36分钟后加入油酸搅拌2040分钟，过滤，然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时，形成油酸改性的纳米方解石粉；2按重量份数计，98WT酒精180220份，1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1份，油酸改性的纳米方解石粉1525份；用98WT。
6、酒精和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷制备溶液，搅拌后加入上述第一步方法处理的油酸改性的纳米方解石粉，搅拌052小时，过滤；然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时。8按照权利要求6或7所述的疏水性防护涂料的制备方法，其特征在于，纳米方解石粉末粒度1250目5000目。9按照权利要求7所述的疏水性防护涂料的制备方法，其特征在于，在5060，搅拌下加入疏水性纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至疏水性纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。权利要求书CN104193289A1/6页3一种疏水性防护涂料及其制备方法技术领域0001本发明涉及建筑涂料。
7、领域，具体的说是一种疏水性防护涂料及其制备方法。背景技术0002石灰石是重要的工业材料，在建筑上应用广泛，是烧制石灰和水泥等的重要原料，是以方解石为主要成分的碳酸盐岩。作为石灰石的建筑物或石材制品等，在长期的自然环境中经过风吹雨打，被不断地侵蚀遭到破坏。疏水性表面涂层可以有效地增强石灰石建筑材料遭受风雨的侵蚀，延长建筑物和石材的使用寿命。然而，现有许多应用的涂料通过封闭石灰石的微结构来防止风雨的侵蚀，这又阻止了它的透气性，从而促进了霉菌的生长和盐的风化。近年来，大气环境污染加剧，二氧化硫排放量增加，这样诱导的石灰石风化，普遍认为是石灰石与二氧化硫或酸雨的反应产物，其中以半水合物CASO405H。
8、2O和石膏CASO42H2O形成难溶的钙盐造成风化。0003鉴于石灰石建筑物的风化侵蚀等问题，一些疏水性保护方法已被应用与建筑物或石材制品，其中包括丙烯酸类聚合物、磷酸和聚马来酸、水基氟代烷基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和甲基三乙氧基硅烷等。然而，合适的涂料必须赋予疏水性和无堵塞建筑材料石灰石的微结构，从而使砌体“呼吸”，减少盐的风化，实际上溶胀性聚合物和硅氧烷可能会进一步损害侵蚀石灰石。因此，环境友好和可持续的疏水性表面涂料是制备石灰石建筑材料以及石材制品防护涂层的新方法。发明内容0004为了解决上述问题，本发明提供了一种疏水性防护涂料及其制备方法，使用方解石纳米微粉制备疏水性建筑防护涂料，解决现。
9、有技术不能有效地保护石灰石建筑物被风雨长期侵蚀等问题。0005本发明的技术方案是0006一种疏水性防护涂料，按重量份数计，疏水性防护涂料的成分和含量如下0007水性硅溶胶4060份，白乳胶2040份，苯丙乳液1020份，有机硅15份，纳米方解石粉1030份，余量为水；其中，纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040。0008所述的疏水性防护涂料，纳米方解石粉为经过油酸和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷改性的疏水性纳米方解石粉。0009所述的疏水性防护涂料，纳米方解石粉的表面为油酸改性层，油酸改性层的表面为1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷改性层。0010所述的疏水性防护涂料，按。
10、重量比计，纳米方解石粉油酸1002004。0011所述的疏水性防护涂料，按重量比计，1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷油酸改性的纳米方解石粉11525。0012所述的疏水性防护涂料的制备方法，包括如下步骤说明书CN104193289A2/6页400131按重量份数计，将水性硅溶胶4060份、白乳胶2040份、苯丙乳液1020份、有机硅15份，混合均匀形成硅溶胶乳液；00142在5060，搅拌下加入纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。0015所述的疏水性防护涂料的制备方法，纳米方解石粉经过油酸和1H,1H,2。
11、H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷改性，形成疏水性纳米方解石粉，疏水纳米性方解石粉末的合成分为两个步骤00161按重量份数计，纳米方解石粉1份，去离子水24份，油酸002004份；采用纳米方解石粉、去离子水、油酸为原料，具体步骤如下首先将纳米方解石粉末放入去离子水中进行分散，分散温度7080，分散36分钟后加入油酸搅拌2040分钟，过滤，然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时，形成油酸改性的纳米方解石粉；00172按重量份数计，98WT酒精180220份，1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1份，油酸改性的纳米方解石粉1525份；用98WT酒精和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷制。
12、备溶液，搅拌后加入上述第一步方法处理的油酸改性的纳米方解石粉，搅拌052小时，过滤；然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时。0018所述的疏水性防护涂料的制备方法，纳米方解石粉末粒度1250目5000目。0019所述的疏水性防护涂料的制备方法，在5060，搅拌下加入疏水性纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至疏水性纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。0020本发明疏水性涂料的设计思想如下00211、水性硅溶胶0022水性硅溶胶SILICASOLUTION为纳米级的二氧化硅颗粒在水中的分散液，由于硅溶胶中的SIO2含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表。
13、述为SIO2NH2O。硅溶胶在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成SIOOSIO涂膜IOSIOHHOSIOH因NA2O在硅溶胶中的含量低，硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，具有较好的耐水性、耐热性能。涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附，在建筑涂料中的抗污染能力较强。纳米级的二氧化硅细微的颗粒，对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，并能与混凝土基层中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，使涂料具有较强的粘结力。但硅溶胶在成膜过程中体积收缩较大，涂膜易开裂。本发明将硅溶胶与白乳胶、苯丙乳液、有机硅相溶制成硅溶胶乳液，使各个组分之间的特性相互补充，。
14、可以配制出性能优良的复合涂料。00232、白乳胶0024白乳胶聚醋酸乙烯乳液是以水为分散介质进行乳液聚合而得，是一种水性环保粘合剂，具有成膜性好、粘结强度高、固化速度快、耐稀酸稀碱性好、不含有机溶剂等特点，粘接层具有较好的韧性和耐久性且不易老化。00253、苯丙乳液0026苯丙乳液苯乙烯丙烯酸酯乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液共聚而得，苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好，具体特点如下00271水作介质，价廉安全。胶乳粘度低，有利于搅拌传热；说明书CN104193289A3/6页500282聚合速率快，同时产物分子量高，聚合可以在较低的温度下进行；00293有利于胶乳。
15、的直接使用和环境友好的产品的生产，如硅溶胶乳液。0030特别是，本发明中苯丙乳液与有机硅协同作用，有机硅具有优良的耐高低温、耐紫外线和耐红外辐射、耐氧化降解等性能，用有机硅对苯丙乳液进行改性，可以明显提高其耐候性、保光性、弹性和耐久性等。00314、有机硅0032有机硅SILICONE是指含有SIO键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，如以硅氧键SIOSI为骨架组成的聚硅氧烷等，有机硅材料具有独特的结构00331SI原子上充足的甲基将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；00342CH无极性，使分子间相互作用力十分微弱；00353SIO键长较长，SIOSI键键角大。00364SIO键是具有。
16、50离子键特征的共价键共价键具有方向性，离子键无方向性。0037由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。00385、纳米方解石粉0039纳米方解石粉就是重钙，是“重质碳酸钙”的简称，方解石粉主要成份为CACO3，其理论化学组成为CAO5603，CO24397。纳米方解石粉的白度高、亲水性好、冲击强度高，对纳米方解石粉进行表面改性后作为增量填料，可降低复合材料的成本，提高复合材料的耐热性、尺寸稳定性、刚性、硬度及可加工性等。
17、。纳米方解石粉的颗粒较细，能在涂料中均匀分散，碳酸钙的填入可以增强底漆对基层表面的沉积性和渗透性。重钙粉在涂料中除了提高耐水性和耐洗刷性以外，还能够显著提高涂料的遮盖力。纳米方解石粉的缺点是易受酸腐蚀侵害，本发明首先采用油酸和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷对纳米方解石粉进行化学表面改性形成表面吸附层，可以有效防止气体二氧化硫和水相硫酸对石灰石的侵蚀。00406、油酸0041油酸OLEICACID是一种单不饱和OMEGA9脂肪酸，存在于动植物体内。油酸易溶于有机溶剂中，不溶于水，具有良好的疏水性和防污能力。在油酸与1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷协同作用下，对纳米方解石粉进。
18、行表面改性，可防止受到二氧化硫和水相硫酸的腐蚀侵害。00427、1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷00431H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷C13H13F17O3SI具有较高的使用温度、优异的抗压力裂解性、耐磨性和抗冲击性，还具有良好的疏水性。在纳米方解石粉经油酸的表面改性后，进一步采用1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷表面改性形成疏水性纳米方解石粉，以此特定的疏水性纳米方解石粉制备涂料使用后，涂层产生自清洁的“荷叶效应”，使水滴或其他物质不会吸附在涂层表面。0044本发明的优点及有益效果是说明书CN104193289A4/6页600451、本发明纳米方解石粉末通过浸入。
19、稀释的油酸C17H33COOH水溶液以及1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷的酒精溶液经化学表面改性合成疏水性吸附层，制备的涂层具有模仿“荷叶效应”，赋予自清洁特性。00462、本发明疏水性防护层对SO2和潮湿的二氧化硫SO2/H2O和石灰石反应的影响，反应方程式如下0047CACO3SO2CASO3CO210048CACO3H2OCAOHHCO320049CAOHHCO3SO2CASO3HCO330050油酸/FAS疏水性吸附层能稳定的抑制H2O的吸附，在表面形成HCO32和二氧化硫反应生成硫酸钙3可以阻止反应1的进一步发生。0051疏水性防护层对H酸和石灰石反应的影响如下0052HA。
20、QCACO3SCA2AQHCO3AQ40053HCO3AQHAQH2CO3AQCO2AQH2OL50054CA2AQSO42AQCASO4S60055疏水性防护层最初在H的作用下发生反应4钙离子溶出，通过原位阻塞，增强表面疏水性5，有限溶解的方解石随后沉积成钙盐6进一步阻止反应发生。00563、本发明油酸和FAS的疏水性吸附层能够有效防止气体二氧化硫和水相硫酸对石灰石的侵蚀，防护涂层对石灰石建筑和石材制品有显著的保护作用，并且不影响建筑孔隙率使砌体“呼吸”顺畅。具体实施方式0057在具体实施方式中，本发明疏水性防护涂料及其制备方法如下0058一、疏水性纳米方解石粉末的合成，分为两个步骤0059。
21、1、按重量份数计，纳米方解石粉1份，去离子水24份，油酸002004份。采用纳米方解石粉市售，粉末粒度1250目5000目、去离子水、油酸C17H33COOH，市售为原料，具体步骤如下首先将纳米方解石粉末放入去离子水中进行分散，分散温度7080，分散36分钟后加入油酸搅拌2040分钟，过滤，然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时，形成油酸改性的纳米方解石粉。00602、用98WT酒精工业纯和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷FAS，市售，1H,1H,2H,2HPERFLUORODECYLTRIMETHOXYSILANE制备溶液，搅拌后加入上述第一步方法处理的油酸改性的纳米方解石粉，。
22、搅拌052小时。过滤，然后在真空烘箱中7090，干燥1518小时。按重量份数计，98WT酒精180220份，1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1份，油酸改性的纳米方解石粉1525份。0061按以上方法制备的疏水性纳米方解石粉末表面吸附层，能够有效防止气体二氧化硫和水相硫酸对石灰石的侵蚀，可采用真空包装。0062二、疏水性涂料的制备0063按重量份数计，水性硅溶胶市售4060份、白乳胶市售2040份、苯丙乳液1020份、有机硅15份，混合均匀形成硅溶胶乳液。在5060，搅拌下缓慢加入疏水性纳米方解石粉1030份，保温搅拌810小时，最后加水稀释至固体量疏水说明书CN104193289A5。
23、/6页7性纳米方解石粉占疏水性涂料总重量的2040，获得疏水性涂料。0064下面通过实施例对本发明进一步详细说明。0065实施例10066在装有控温装置、搅拌器的容器中加入去离子水100ML，缓慢加入纳米方解石粉40G，控制温度80，分散5分钟，加入1G油酸搅拌30分钟，过滤后在真空烘箱中80，干燥18小时。0067烘干后的粉末，用98WT酒精400ML和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷2G混合均匀的溶液进行搅拌1小时。过滤后在真空烘箱中80，干燥18小时。0068在容器中加入水性硅溶胶50G、白乳胶30G、苯丙乳液17G、有机硅3G，混合均匀。在60，搅拌下缓慢加入疏水性纳米方解石。
24、粉末20G，保温搅拌10小时，最后加水稀释至固体量疏水性纳米方解石粉到疏水性涂料总重量的30。采用上述方法制备的疏水性涂料，通过喷涂或刷涂于建筑物或石材制品上制备涂层的物理性能见表1。0069表10070测试项目水接触角耐SO2/H2O膜硬度H附着力指标120500小时41级0071实施例20072在装有控温装置、搅拌器的容器中加入去离子水50ML，缓慢加入纳米方解石粉20G，控制温度70，分散5分钟，加入05G油酸搅拌30分钟，过滤后在真空烘箱中80，干燥15小时。0073烘干后的粉末，用98WT酒精200ML和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1G混合均匀的溶液进行搅拌1小时。过滤。
25、后在真空烘箱中80，干燥15小时。0074在容器中加入水性硅溶胶25G、白乳胶15G、苯丙乳液8G、有机硅15G，混合均匀。在50，搅拌下缓慢加入疏水性纳米方解石粉末10G，保温搅拌8小时，最后加水稀释至固体量疏水性纳米方解石粉到疏水性涂料总重量的30。采用上述方法制备的疏水性涂料，通过喷涂或刷涂于建筑物或石材制品上制备涂层的物理性能见表2。0075表20076测试项目水接触角耐SO2/H2O膜硬度H附着力指标115500小时41级0077实施例30078在装有控温装置、搅拌器的容器中加入去离子水60ML，缓慢加入纳米方解石粉22G，控制温度70，分散6分钟，加入08G油酸搅拌35分钟，过滤后。
26、在真空烘箱中70，干燥18小时。0079烘干后的粉末，用98WT酒精210ML和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1G混合均匀的溶液进行搅拌2小时。过滤后在真空烘箱中70，干燥18小时。0080在容器中加入水性硅溶胶28G、白乳胶12G、苯丙乳液8G、有机硅2G，混合均匀。在说明书CN104193289A6/6页855，搅拌下缓慢加入疏水性纳米方解石粉末14G，保温搅拌10小时，最后加水稀释至固体量疏水性纳米方解石粉到疏水性涂料总重量的35。采用上述方法制备的疏水性涂料，通过喷涂或刷涂于建筑物或石材制品上制备涂层的物理性能见表3。0081表30082测试项目水接触角耐SO2/H2O膜硬。
27、度H附着力指标118500小时41级0083实施例40084在装有控温装置、搅拌器的容器中加入去离子水50ML，缓慢加入纳米方解石粉18G，控制温度90，分散3分钟，加入05G油酸搅拌25分钟，过滤后在真空烘箱中90，干燥16小时。0085烘干后的粉末，用98WT酒精190ML和1H,1H,2H,2H全氟癸基三甲氧基硅烷1G混合均匀的溶液进行搅拌15小时。过滤后在真空烘箱中90，干燥16小时。0086在容器中加入水性硅溶胶22G、白乳胶19G、苯丙乳液75G、有机硅15G，混合均匀。在60，搅拌下缓慢加入疏水性纳米方解石粉末8G，保温搅拌9小时，最后加水稀释至固体量疏水性纳米方解石粉到疏水性涂料总重量的25。采用上述方法制备的疏水性涂料，通过喷涂或刷涂于建筑物或石材制品上制备涂层的物理性能见表4。0087表40088测试项目水接触角耐SO2/H2O膜硬度H附着力指标116500小时41级0089以上是本发明的优选实施例，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，做出的任何改进和润色，也应视为本发明的保护范围。说明书CN104193289A。