一种自交联型防水乳液及其制备方法和利用该防水乳液制备的防水基膜技术

本发明专利技术涉及成膜材料技术领域，具体涉及一种自交联型防水乳液及其制备方法和利用该防水乳液制备的防水基膜，乳液包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯、低聚物多元醇、扩链剂、封端剂、催化剂、共聚单体、乳化剂、引发剂、pH调节剂、去离子水，所述共聚单体为硬单体、软单体和功能性单体质量份数比为30~50：10~20：5~20的混合，乳液能够实现自交联，交联程度高，耐候性好；制备方法，制备工艺简单，制备过程对环境没污染；制备出的防水基膜，基膜交联程度高、防水性好、抗冲击性强、抗撕裂性强，与基面结合力强，并且具有较强柔韧性，耐候性好。

【技术实现步骤摘要】
一种自交联型防水乳液及其制备方法和利用该防水乳液制备的防水基膜
本专利技术涉及成膜材料
，具体涉及一种自交联型防水乳液及其制备方法和利用该防水乳液制备的防水基膜。
技术介绍
现有技术中，基膜是一种具有抗碱、防潮、防霉功能的墙面处理材料，能有效地防止施工基面的潮气水分及碱性物质外渗，避免对墙体装饰材料：如墙纸、涂料层、胶合板、装饰板的返潮、发霉发黑等不良损害。然而随着现今建筑物出现的问题越来越多，裂缝、渗水问题越来越严重，普通的基膜产品根本无法应对这样恶劣的墙体环境，从而极大的缩短了墙面装饰材料的使用寿命。市面上也有一些具有防水功能的基膜，有的是溶剂型防水基膜，其环境友好性能较差；有的是替代了溶剂型，改为水性防水基膜，但其涂膜交联度不高，防水性能差。同时，也出现了防水性能优异，且环保性能较好的双组份防水基膜，但此类基膜对于现场操作相对繁杂且有较高要求，因在使用前须将基膜的A\B组份混合均匀，固化交联过程才得以充分，基膜防水效果才能达到最优。又因为双组份基膜两组份在使用前是分开的，所以对其生产、包装、运输过程也会带来诸多不便。申请号为201110388142.6公开了一种常温自交联丙烯酸乳液及其制备方法，该方法制备方法复杂，需要多次引发聚合，制备时间长，不利于批量生产。申请号为201110423428.3公开了一种耐乙醇稀释的室温自交联苯丙乳液及其制备方法，该苯丙乳液中使用的单体均具有较高的玻璃化转变温度，成膜性难，不易于涂布成膜。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种自交联型防水乳液，乳液能够实现自交联，交联程度高，性能稳定，储存时间长，耐候性好。本专利技术的另一目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种自交联型防水乳液的制备方法，制备工艺简单，制备过程对环境没污染，环保无毒。本专利技术的再一目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种防水基膜，基膜交联程度高、防水性好、抗冲击性强、抗撕裂性强，与基面结合力强，并且具有较强柔韧性。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种自交联型防水乳液，包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯20～80份低聚物多元醇10～60份扩链剂10~30份封端剂10~40份催化剂0.1~5份共聚单体40~90份乳化剂1~15份引发剂1~10份pH调节剂1~15份去离子水5~60份其中，所述共聚单体为硬单体、软单体和功能性单体质量份数比为30~50：10~20：5~20的混合。本专利技术的自交联型防水乳液的共聚单体包括硬单体、软单体和功能性单体三种类型。硬单体拥有更高的玻璃化转变温度Tg，可提高共聚物的Tg，可使涂膜的耐磨性、硬度和强度提高；软单体的玻璃化转变温度Tg一般低于环境温度，可降低共聚物的Tg，可使涂膜具备耐久性和柔韧性；功能性单体具有不同官能团实现不同的交联方式，增加交联密度，提高耐热性能和机械性能，提高抗冲击、抗撕裂能力，同时具有很好的耐水、耐候性；同时本专利技术的自交联型防水乳液将醇扩链剂和亲水扩链剂配合使用，使制备出的乳液具有更好的粒度和分散性，稳定性更好，不分层，保存时间更长，涂布后基膜的抗冲击性和抗撕裂性更强。优选地，包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯30～70份低聚物多元醇15～50份扩链剂10~20份封端剂20~30份催化剂0.1~2份共聚单体45~90份乳化剂1~10份引发剂1~5份pH调节剂1~10份去离子水10~50份。其中，所述低聚物多元醇为1，4-环己烷二甲醇、聚己内酯二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯四醇其中的一种或两种以上。所述低聚物多元醇的分子量500～3000之间，其均为2或3的低官能度，在聚氨酯聚合过程中，官能度越大，聚合成网状越容易，但聚合的反应速率会下降，不利于接下来的扩链反应。其中，所述多异氰酸酯为硅氧烷改性水性多异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、己二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基苯乙烯异氰酸酯中一种或两种以上。其中，所述扩链剂包括醇扩链剂和亲水扩链剂按质量份数比为1:1.2-2:1。扩链剂具有能与反应体系进行化学反应的特性基团，分子量低，反应活泼，对异氰酸酯和聚醇体系构成较强的反应竞争几率，它们能极其有效地调节反应体系的反应速度，使乳液粒度更小，乳液更均匀；所述醇扩链剂为低分子量扩链剂，能够与过量的异氰酸酯进行二次反应，生成氨基甲酸酯或缩二脲结构，这种结构的链段为刚性，而低聚物多元醇则为聚氨酯结构，该结构的链段为柔性，反应主要生成的是刚性链段，使固化后的基膜抗冲击性和抗撕裂性更强，刚性链段与柔性链段结合使用，使基膜有兼顾硬度的同时也具有很好的柔软性，不会产生空鼓以及窜水层。亲水扩链剂在聚氨酯链段引入亲水基团，促进预聚体的乳化，更促进乳液颗粒稳定分散。同时本专利技术的自交联型防水乳液将醇扩链剂和亲水扩链剂配合使用，使制备出的乳液具有更好的粒度和分散性，稳定性更好，不分层，保存时间更长，涂布后基膜的抗冲击性和抗撕裂性更强。其中，所述醇扩链剂为三羟甲基丙烷、丙三醇、1，2，6-己三醇中一种或两种以上。醇扩链剂的基团能使聚合后软、硬链段产生微区向分离，同时结晶和定向排列使聚合物分子间更容易形成氢链，能产生较好的有序结晶，最后在结晶的阻旋作用和聚合物链段迁移下表现出聚合物具有优异的韧性和硬度，使固化后的基膜抗冲击性和抗撕裂性更强。其中，所述亲水扩链剂为二氨基苯甲酸、二羟甲基丙酸、乙二胺基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠及其衍生物中一种或两种以上。这类扩链剂中常常含有羧基、磺酸基团或仲胺基，当其结合到聚氨酯分子中，使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性基团，这类扩链剂不仅参与反应，具有扩链和交联作用，提高产品的刚性和力学性能，同时它还能降低原料组分粘度，改善原料各组分的相溶性，使制备出的乳液具有更好的粒度和分散性，稳定性更好。其中，所述封端剂为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲乙酮肟和己内酰胺中的一种或两种以上。封端剂能参与到链反应的端部，与端部进行封端反应，而且不会引起副反应。其中，所述催化剂包括有机锡化合物的催化剂以及叔胺类化合物。催化剂能大大降低反应能，使反应数以百倍的进行，提高反应速率。其中，乳化剂为全氟辛酸铵与十二烷基硫酸钠以任意比例混合的复合乳化剂。本专利技术的乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系，使制备的单体预乳化液更稳定。其中，引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢中一种，引发剂的使用量为单体总质量的0.2%-0.8%。引发剂带有弱键，能够引发单体预乳化液进行聚合反应，使聚合反应顺利进行。其中，所述pH调节剂为氨水。其中，所述功能性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯及有机硅活性单体质量份数比为1-10：1-20。甲基丙烯酸缩水甘油酯中有活泼的乙烯基及有离子性反应的环氧基两个官能团，可以以官能团方式聚合，也能以离子反应方式聚合，可提高涂膜的硬度、光泽度、附着力及耐气候性，特别地环氧基可增加聚酰胺和聚氨基甲酸酯的连接，随着成膜过程中水分的挥发，环氧与羧基发生反应，使得耐水和耐溶剂性都得到提高；有机硅活性单体能提高杂合乳液涂膜的耐热性、耐溶剂性和硬度，使之具有良好的耐氧化性和低的表面能，耐氧化性好提供优良的耐候性，而低表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自交联型防水乳液，其特征在于：包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯20～80 份低聚物多元醇10～60 份扩链剂10~30份封端剂 10~40份催化剂 0.1~5份共聚单体 40~90 份乳化剂 1~15份引发剂 1~10份pH调节剂1~15份去离子水 5~60 份其中，所述共聚单体为硬单体、软单体和功能性单体质量份数比为30~50：10~20：5~20的混合。

【技术特征摘要】
1.一种自交联型防水乳液，其特征在于：包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯20～80份低聚物多元醇10～60份扩链剂10~30份封端剂10~40份催化剂0.1~5份共聚单体40~90份乳化剂1~15份引发剂1~10份pH调节剂1~15份去离子水5~60份其中，所述共聚单体为硬单体、软单体和功能性单体质量份数比为30~50：10~20：5~20的混合。2.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：包括下列重量份数的原料：多异氰酸酯30～70份低聚物多元醇15～50份扩链剂10~20份封端剂20~30份催化剂0.1~2份共聚单体45~90份乳化剂1~10份引发剂1~5份pH调节剂1~10份去离子水10~50份。3.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：所述低聚物多元醇为1，4-环己烷二甲醇、聚己内酯二醇、聚己二酸乙二醇酯、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚氧化丙烯四醇其中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：所述扩链剂包括醇扩链剂和亲水扩链剂按质量份数比为1:1.2-2:1。5.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：所述醇扩链剂为三羟甲基丙烷、丙三醇、1，2，6-己三醇中一种或两种以上。6.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：所述亲水扩链剂为二氨基苯甲酸、二羟甲基丙酸、乙二胺基乙磺酸钠、1，4-丁二醇-2-磺酸钠及其衍生物中一种或两种以上。7.根据权利要求1所述的一种自交联型防水乳液，其特征在于：所述功能性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小琼，陆勇新，刘亮，
申请(专利权)人：广东玉兰集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44