技术领域
本发明涉及一种改性丙烯酸酯防水涂料，属于混凝土建筑防水材料技 术领域。
背景技术
混凝土是现代建筑中用量最大、用途最广的材料之一。这是由于其不 仅具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，而且还具有抗压强度 高，耐久性好，强度等级范围宽的优点。逐渐地，混凝土被人们寄以很高 的厚望。但事实上，混凝土水化硬化过程中会发生体积收缩变形，同时也 会引起混凝土内部拉应力大于抗拉强度，出现开裂和渗水现象，严重影响 混凝土的耐久性、钢筋的稳定性和建筑的安全性。因此，解决开裂和渗水 问题是人们研究混凝土的重要方向之一。
防水是解决混凝土开裂和渗水问题的关键，而水是一种极性物质，表 面张力约为72mN/m，扩散性很强，能够润湿多种物质，不但能在重力下 通过较大的空隙通道进行流动，并且能够通过毛细孔向各个方向扩散。为 了防止水对建筑物某些部位的渗透，人们一般都是从建筑材料上所采取措 施—材料防水。材料防水主要是利用建筑防水材料(如防水卷材、防水涂 料)阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力。防水卷材主 要是用于建筑墙体、屋面等，起到抵御外界雨水、地下水渗漏的一种可卷 曲成卷状的柔性建材产品，但其存在着这样的问题：卷材韧性差，接缝处 不严密，容易渗漏。防水涂料主要是指涂刷在建筑物表面上，经溶剂或水 分的挥发或两种组分的化学反应形成一层薄膜，使建筑物表面与水隔绝， 从而起到防水、密封的作用。防水涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定 的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护 作用。常用的防水涂料有：聚氨酯防水涂料、环氧树脂防水涂料和丙烯酸 酯防水涂料。其中，丙烯酸酯防水涂料是以丙烯酸酯聚合物乳液为基料， 并加入其他添加剂而制得的单组份水乳型防水涂料。其具有优良的耐候 性，耐热性和耐紫外线性，在-30℃至80℃范围内性能基本无变化，并 能适应基面一定幅度的开裂变形。然而丙烯酸酯防水涂料存在着单纯一种 高分子乳液所存在的局限性，如：涂膜致密性差，对水蒸气和氧气的屏蔽 性不好，拉伸强度较低，延伸率较小，使用寿命较短，在一定程度上限制 了其的应用。为了解决上述问题，人们进行了很多研究，如中国专利申请 公布号为CN103436159A公开了一种名称为“复合高分子防水涂料及其 制备方法”的丙烯酸酯防水涂料，其是由以下重量份制成：丙烯酸酯改 性复合乳液35～48份，有机硅防水剂1～5份，纳米微粉1～5份，颜 填料15～35份，杀菌防腐剂0.2～0.5份，抗老化剂0.1～0.5份，分 散剂0.2～1份，润湿剂0.1～0.15份，成膜助剂1～1.5份，流平剂 0.1～0.3份，消泡剂0.2～0.4份，增稠剂0.4～1.5份，PH稳定剂 0.1～0.5份，水15～30份；所述丙烯酸酯改性复合乳液为丙烯酸酯弹 性防水乳液、水泥专用高弹防水乳液、聚氨酯改性丙烯酸酯防水乳液复合 而成。虽然该丙烯酸酯防水涂料克服了单纯一种高分子乳液所存在的局限 性，使涂膜的粘接性、弹性、耐水性等综合性能得以全面提高，涂膜干燥 后具有良好的憎水性，但是其耐沾污性不好，且硬度低，从而限制了其在 混凝土防水工程中的应用范围。因此，要想拓宽丙烯酸酯防水涂料的应用 范围，需要开发其他物质对丙烯酸酯防水涂料进行改性从而获得综合性能 良好的防水涂料。
发明内容
针对上述现有技术中丙烯酸酯防水涂料耐沾污性不好，且硬度低的技 术问题，本发明所要解决的技术问题是提出了一种耐沾污性好，硬度高， 且综合性能良好的丙烯酸酯防水涂料。
本发明为解决上述问题所采取的技术方案为：
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯改性复合乳液35～55份，氟碳表面活性剂2～6份，纳米改性材料 2～8份，颜填料20～30份，调湿剂0.1～0.3份，分散剂0.3～0.7份， 消泡剂0.2～0.4份，成膜助剂1～2份，增稠剂0.5～0.7份，抗氧化 剂0.2～0.6份，玻璃纤维0.4～0.8份，防腐杀菌剂0.1～0.3份，乳 化石蜡0.4～0.6份，水25～35份。
所述的丙烯酸酯改性复合乳液为5～8份丙烯酸酯乳液，5～9份苯 乙烯单体改性丙烯酸酯乳液，6～8份聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6～10份 环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，6～10份有机硅改性丙烯酸酯乳液，7～10 份无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液复合而成。
所述的丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯；所述的环氧树脂为双酚A环氧树 脂；所述的有机硅为聚硅氧烷；所述的无机硅乳液为二氧化硅乳液。
所述的纳米改性材料为1～4份纳米二氧化钛，1～4份碳纳米管 的混合物。
所述的颜填料为10～16份滑石粉，8～10份碳酸钙，2～4份蒙脱石 的混合物。
所述的调湿剂为海泡石/聚丙烯酸钠复合物；所述的分散剂为六偏磷酸 钠；所述的消泡剂为聚醚改性硅氧烷；所述的成膜助剂为邻苯二甲酸二丁 酯；所述的增稠剂为羟乙基纤维素；所述的抗氧化剂为抗坏血酸，所述的 防腐杀菌剂为1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。
优选的，其重量份配比如下：
丙烯酸酯乳液6份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液7份，聚氨酯改 性丙烯酸酯乳液7份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液8份，有机硅改性丙 烯酸酯乳液8份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液9份，氟碳表面活性剂 4份，纳米二氧化钛2份，碳纳米管3份，滑石粉13份，碳酸钙9份， 蒙脱石3份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.2份，六偏磷酸钠0.5份， 聚醚改性硅氧烷0.3份，邻苯二甲酸二丁酯1.5份，羟乙基纤维素0.6 份，抗坏血酸0.4份，玻璃纤维0.6份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.2 份，乳化石蜡0.5份，水30份。
本发明中，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液具有硬度高、抗击打好、坚 牢度好等特点，使涂料涂膜的硬度和抗击能力显著地提高；聚氨酯改性丙 烯酸酯乳液具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定 性等特点，使涂膜的综合性能显著地提高；环氧树脂具有良好的对水蒸气 和氧气的屏蔽性，且附着力好、收缩率低，因此改性后乳液既具有成膜性 好、附着力强，又提高耐候能力；有机硅具有耐热、抗氧化、耐沾污、耐 辐射等性能，因此改性后乳液既具有良好的成膜性，又提高了涂膜的附着 力、耐老化性、抗沾污性、耐水性、机械强度等；无机硅乳液改性丙烯酸 酯乳液既具有成膜温度低，膜的抗粘连性好，对于基材的附着力好，又提 高涂膜的耐热、耐刮伤性、耐沾污性和透气及透湿性；甲基丙烯酸甲酯具 有优异的耐候性能，使涂料的耐候性能显著地提高。
由于氟化合物具有良好的稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性 能，因此氟碳表面活性剂能够改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的耐候性 能、化学稳定性、防水性能。另外，氟碳表面活性剂不仅仅是一种超强疏 水剂，能使涂膜表面具有超低表面能，灰尘不易黏附，增强涂料抗沾污能 力；其还是一种涂料的流平剂，能够加快涂料的流平速度和润湿速度，促 使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
纳米二氧化钛具有比表面积大，磁性强，热导性好，并与紫外光发生 光催化反应的特点。这些特点可以提高涂料的耐候性，同时也可以降低涂 膜表面能，赋予涂膜超疏水性，使其具有超强的抗沾污能力。此外，还可 以借助其的光催化反应，使其具有防止细菌黏附、清除污染物的性能。
碳纳米管具有极高的杨氏模量、硬度和韧性，特殊的导电性和导热性。 其的加入，可以很好地改善涂料的导电性、硬度、柔韧性和耐冲击力。
滑石粉是一种颜填料，其主要成分是片状结构的硅酸镁，可以降低涂 层的裂纹敏感性，改善涂膜的整体性能和耐候性，也可改善与基底的结合 性。此外，滑石粉还可以提高涂料的粘度并使其具有触变性，减少颜填料 的沉降趋势，从而降低增稠剂的用量。碳酸钙不仅可以降低涂料的成本， 提高硬度、不透明性等性能，还可以水解生成氢氧化钙，增加涂料的附着 力。蒙脱土是层状硅酸盐晶体，其作为填料，可以提高其抗冲击、抗疲劳 及气体阻隔性能等，从而起到增强涂料物理性能的作用，同时还可以改善 物料加工性能。
海泡石/聚丙烯酸钠复合物是一种具有较好自动调节空气湿度的调湿 材料。当其被涂到防水表面时，会形成具有保护、装饰、调湿功能的涂膜， 从而使涂料具有良好的调节湿度的功能。
六偏磷酸钠具有良好的分散作用，能够提高生产效率、涂料的贮存的 稳定性和改善涂膜的遮盖、光泽；聚醚改性硅氧烷，能够抑制涂料中的气 泡，进而提高涂料涂膜的防护性能；邻苯二甲酸二丁酯，具有良好的成膜 性、稳定性、黏结性和防水性，可以有效地增加涂料的综合性能；羟乙基 纤维素，能提高涂料的附着力，防止涂料脱落；抗坏血酸，能提高涂料的 抗氧化性；玻璃纤维，可以增强涂料的韧性和耐冲击性；1，2-苯并异噻 唑啉-3-酮，可以杀菌和防腐，提高涂料的耐久性；乳化石蜡，能够阻止 氧的进入，提高成膜的稳定性。
本发明所述的改性丙烯酸酯防水涂料在使用时，只需直接喷涂或涂刷 在需防水物的表面，并重复涂刷至一定厚度，且养护3天或以上即可。
本发明的有益效果是：
本发明是一种由丙烯酸酯改性复合乳液、氟碳表面活性剂、纳米改性 材料、颜填料和各种助剂组成的改性丙烯酸酯防水涂料。与现有技术相比， 本发明具有如下几个优点：
首先，本发明采用了苯乙烯单体、聚氨酯、环氧树脂、有机硅和无机 硅乳液对丙烯酸酯进行改性复合，克服了现有技术中丙烯酸酯的硬度低、 且耐沾污性不好的技术问题，同时还提高了涂料的物理性能和化学性能， 从而得到综合性能优良的涂料。
其次，氟碳表面活性剂不仅能够改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的 耐候性能、化学稳定性、防水性能，而且还能使涂膜表面具有超低表面能， 灰尘不易黏附，增强涂料抗沾污能力，甚至还能够加快涂料的流平速度和 润湿速度，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
然后，纳米二氧化钛和碳纳米管的加入，使涂料的各种性能更加优异。 如，纳米二氧化钛可以提高涂料的耐候性、降低涂膜表面能，使其具有超 强的抗沾污能力。此外，还可以借助其的光催化反应，使其具有防止细菌 黏附、清除污染物的性能。而碳纳米管则可以很好地改善涂料的导电性、 硬度、柔韧性和耐冲击力。
最后，各种助剂的加入，使涂料的功能更加全面、应用范围更广。如， 海泡石/聚丙烯酸钠复合物，可以使涂料具有调节湿度的功能；1，2-苯并 异噻唑啉-3-酮，可以使涂料具有杀菌和防腐的功能；乳化石蜡，可以使 涂料具有阻止氧进入的功能，提高成膜的稳定性。
本发明所公开的防水涂料具有配方合理、施工简单、耐沾污性好、硬 度高，且综合性能良好的特点，可应用于屋面、地下室和卫生间等的防水。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
本发明所述的改性丙烯酸酯防水涂料在使用时，只需直接喷涂或涂刷 在需防水物的表面，并重复涂刷至2mm厚度，且养护3天即可。
实施例1
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯乳液6份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液7份，聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液7份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液8份，有机硅改性丙烯酸酯乳 液8份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液9份，氟碳表面活性剂4份， 纳米二氧化钛2份，碳纳米管3份，滑石粉13份，碳酸钙9份，蒙 脱石3份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.2份，六偏磷酸钠0.5份，聚 醚改性硅氧烷0.3份，邻苯二甲酸二丁酯1.5份，羟乙基纤维素0.6 份，抗坏血酸0.4份，玻璃纤维0.6份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.2 份，乳化石蜡0.5份，水30份。
实施例2
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯乳液5份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液5份，聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液6份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液6份，有机硅改性丙烯酸酯乳 液6份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液7份，氟碳表面活性剂2份， 纳米二氧化钛1份，碳纳米管1份，滑石粉10份，碳酸钙8份，蒙 脱石2份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.1份，六偏磷酸钠0.3份，聚 醚改性硅氧烷0.2份，邻苯二甲酸二丁酯1份，羟乙基纤维素0.5份， 抗坏血酸0.2份，玻璃纤维0.4份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.1份， 乳化石蜡0.4份，水25份。
实施例3
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯乳液8份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液9份，聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液8份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液10份，有机硅改性丙烯酸酯 乳液10份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液10份，氟碳表面活性剂6 份，纳米二氧化钛4份，碳纳米管4份，滑石粉16份，碳酸钙10份， 蒙脱石4份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.3份，六偏磷酸钠0.7份， 聚醚改性硅氧烷0.4份，邻苯二甲酸二丁酯2份，羟乙基纤维素0.7 份，抗坏血酸0.6份，玻璃纤维0.8份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.3 份，乳化石蜡0.6份，水35份。
实施例4
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯乳液6份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液6份，聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液7份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液7份，有机硅改性丙烯酸酯乳 液7份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液8份，氟碳表面活性剂3份， 纳米二氧化钛2份，碳纳米管2份，滑石粉11份，碳酸钙9份，蒙 脱石3份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.2份，六偏磷酸钠0.4份，聚 醚改性硅氧烷0.3份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，羟乙基纤维素0.6 份，抗坏血酸0.3份，玻璃纤维0.5份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.2 份，乳化石蜡0.5份，水28份。
实施例5
一种改性丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各组分制成：丙烯 酸酯乳液7份，苯乙烯单体改性丙烯酸酯乳液8份，聚氨酯改性丙烯酸 酯乳液8份，环氧树脂改性丙烯酸酯乳液9份，有机硅改性丙烯酸酯乳 液9份，无机硅乳液改性丙烯酸酯乳液9份，氟碳表面活性剂5份， 纳米二氧化钛3份，碳纳米管3份，滑石粉15份，碳酸钙10份，蒙 脱石4份，海泡石/聚丙烯酸钠复合物0.3份，六偏磷酸钠0.6份，聚 醚改性硅氧烷0.4份，邻苯二甲酸二丁酯1.8份，羟乙基纤维素0.7 份，抗坏血酸0.5份，玻璃纤维0.7份，1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.3 份，乳化石蜡0.6份，水32份。
表1为实施例1～5制成的改性丙烯酸酯防水涂料的性能测试结果。
表1
当然，上面只是本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此 限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变 化，均应涵盖于本发明的保护范围内。