一种聚乙烯醇防水涂料及其制备方法与流程

本发明属于防水涂料，具体涉及一种聚乙烯醇防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、涂料分为溶剂型涂料和水性涂料两大类，最早出现的防腐涂料是油溶性的有机防腐涂料，如丙烯酸类涂料、聚氨酯类涂料、环氧树脂类涂料、氨基类涂料等，由于其防腐效果较好，在保护基体金属不受腐蚀方面起到了特别重要的作用，为减少经济损失和资源浪费做出了巨大贡献，因此成为刚才防腐蚀的关键产品。但是溶剂型防腐涂料含有大量有毒的挥发性有机化合物，比如苯类、醛类、酮类等，这些有毒的挥发性物质已经被列入致癌物质等级，严重危害人类健康，因此为了满足社会绿色发展的需要，更换传统的溶剂型树脂、有毒铬酸盐和含铅颜料，以不含和不挥发有毒有害物质的水充当溶剂和分散剂的水性防腐涂料的开发和发展尤为重要。

2、水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料三种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物的涂料；水稀释性涂料是溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的涂料在施工中可用水来稀释；水分散涂料主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的涂料。

3、水性涂料主要包括：水性醇酸树脂涂料、水性环氧树脂涂料、水性聚氨酯涂料、水性丙烯酸酯涂料、水性氟碳涂料、水性无机涂料等，由于其不挥发有毒有害物质，因而是一种环保的有机涂料。

4、聚乙烯醇是一种可生物降解的水溶性高聚物，具有相对简单的化学结构，且无毒、不致癌，是为数不多的溶于水的乙烯基聚合物之一，并且具有良好的生物相容性，是一种良好的基体材料。聚乙烯醇具有优良的成膜性能以及较高的拉伸强度和冲击强度，被广泛用作膜材料和包装材料。

5、如中国专利cn104497662a中公开了一种环保型水性涂料，包括水580份- 620份；聚乙烯醇64份-70份；钛白粉108份-115份；消泡剂2份-4份；磷酸三丁酯4份-7份；丙二醇8份-13份；邻苯二甲酸二丁酯15份-23份；复合改性剂 200份-230份。其制备方法为将水加热至70℃-90℃后加入聚乙烯醇粉末，保温搅拌至粉末溶解；然后加入磷酸三丁酯、丙二醇和邻苯二甲酸二丁酯混合均匀；在混合物料中加入钛白粉和复合改性剂搅拌均匀，然后加入消泡剂消除泡沫；最后将消泡后的物料进行砂磨，过筛，得到成品涂料。该发明的涂料环保安全，具有良好的防水耐磨性能，无溶剂污染，无裂纹裂缝。

6、再如，专利cn103013245a中公开了一种水性防水涂料、制备方法及其应用，本发明所述的水性防水涂料，其主要成分为按重量份计包括 ：去离子水、聚乙二醇、三聚氰胺、固色剂、硅溶胶、聚乙烯醇、丙烯酸酯类共聚物乳液、消泡剂、增白剂。相较现有技术，该发明有所述的水性防水涂料具有防水性能好、耐久性好、吸墨性强打印图像清晰度高的水性防水涂料。

7、但是在有水的情况下，采用聚乙烯醇作为成膜物质的薄膜有一个不足的地方就是稳定性比较差，因此需要开发一种稳定性好的聚乙烯醇防水涂料及其制备方法。

技术实现思路

1、基于现有技术的不足，本发明旨在提供一种稳定性好的聚乙烯醇防水涂料及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种聚乙烯醇防水涂料，按重量份数计包括如下组分：

4、水性丙烯酸乳液30-40份、聚乙烯醇50-65份、消泡剂0.1-0.5份、流平剂0.5-1.0份、分散剂5-10份、防腐剂0.05-0.08份、填料20-30份和水60-80份。

5、优选地，所述的聚乙烯醇防水涂料，按重量份数计包括如下组分：

6、水性丙烯酸乳液32-38份、聚乙烯醇55-60份、消泡剂0.2-0.4份、流平剂0.6-0.8份、分散剂5-9份、防腐剂0.06-0.07份、填料22-28份和水65-75份。

7、其中，所述的消泡剂选自白油。

8、所述的流平剂为多巴胺改性硅油，所述的多巴胺改性硅油的制备方法为：

9、（1）以异氰酸酯基三甲氧基硅烷和多巴胺盐酸盐为原料合成多巴胺改性烷氧基硅烷；

10、反应式为：

11、

12、（2）多巴胺改性烷氧基硅烷与二甲基二甲氧基硅烷共水解得到多巴胺改性硅油；

13、反应式为：

14、

15、所述的分散剂为椰油基羧基甘氨酸钠和椰油酰胺羟磺基甜菜碱的混合物，所述的椰油基羧基甘氨酸钠和椰油酰胺羟磺基甜菜碱的质量比为2-5:1；优选为4:1。

16、所述的防腐剂选自异噻唑啉酮。

17、所述的填料选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、黏土和氮化硼中的一种或几种；

18、优选地，所述的填料选自纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和氮化硼中的一种或几种；

19、再优选地，所述的填料为纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物；两者的质量比为1-3:1；

20、进一步优选地，所述的纳米二氧化钛和纳米氧化锌的质量比为2:1。

21、作为一些优选地实施方案，所述的消泡剂和流平剂的质量比为1:1.5-5；优选地，所述的消泡剂和流平剂的质量比为1:2-4；再优选地，所述的消泡剂和流平剂的质量比为1:3。

22、本领域公知，流平剂具有提高流平性，增强涂层表面滑爽性、增强抗划伤性能的效果，能够最大程度的减少表面瑕疵；而消泡用于水性涂料中可以快速去除体系中的气泡，因此流平剂和消泡剂需要搭配使用才能保证水性涂料涂装时既能用于良好的流平性，又不会产生气泡，本发明在在实施过程中意外地发现采用本发明所述的多巴胺改性硅油作为流平剂与白油搭配使用，并控制两者的质量比为1:1.5-5能够使涂料涂装时既能用于良好的流平性，又不会产生气泡，得到的涂料具有更好的涂覆性和稳定性。

23、作为另一个优选地实施方案，所述的分散剂和填料的质量比为1:2-5；优选为1:3-4；进一步优选为1:3。

24、本领域公知在高聚物基体中添加纳米填料，通过高聚物与纳米填料之间的化学键合形成有机-无机杂化的高聚物，能够使高聚物具有更好的成膜性和柔韧性，本发明中采用纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物作为填料，意外地发现在其中加入分散剂能够更好地使高聚物和填料混合，本发明通过控制分散剂和填料的质量比为1:2-6，使得到的涂料具有更好的耐腐蚀性能，并且是防水效果也明显改善。

25、本发明还提供了上述聚乙烯醇防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

26、（1）将水加热至80-90℃后加入聚乙烯醇，保温搅拌至完全溶解，然后加入水性丙烯酸乳液搅拌均匀，得到混合物；

27、（2）将填料和分散剂加入混合物中继续搅拌均匀，然后加入消泡剂、流平剂和防腐剂混合均匀后，过筛，即得到所述的聚乙烯醇防水涂料。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

29、（1）本发明采用多巴胺改性硅油作为流平剂，与白油搭配使用，并控制两者的质量比为1:1.5-5能够使涂料涂装时既能用于良好的流平性，又不会产生气泡，得到的涂料具有更好的涂覆性和稳定性；

30、（2）本发明中采用纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物作为填料，意外地发现在其中加入分散剂能够更好地使高聚物和填料混合，本发明通过控制分散剂和填料的质量比为1:2-6，使得到的涂料具有更好的耐腐蚀性能性，并且是防水效果也明显改善；

31、（3）本发明通过控制组分的具体种类以及配比使得到的涂料具有良好的防水、耐冲击性能和耐腐蚀性能。