一种多功能清水混凝土表面防护涂装材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料及其制备方法，该涂装材料按重量份配比包括以下组分：水性氟硅改性丙烯酸树脂30～40份、纳米磷酸盐20～30份、硅烷偶联剂0.02～3份、硅溶胶10～20份、水性润湿分散剂1～5份、水性成膜助剂1～3份、水性消泡剂0.5～1份、水性增稠剂1～3份、水性流平剂0.5～1份、去离子水15～30份；其制备过程为：纳米磷酸盐改性、制浆、制备复合型树脂基料、混合浆料和复合型树脂基料制得涂装材料。本发明专利技术以水性氟硅改性丙烯酸树脂为主要原料，并掺入纳米磷酸盐，在应用于清水混凝土表面时，具有超疏水性，有一定的防污作用，同时提供被动辐射制冷，增加散热效率，其制备方法简单，操作方便，适宜推广使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能清水混凝土表面防护涂装材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料防护材料领域，尤其涉及一种多功能清水混凝土表面防护涂装材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]清水混凝土又称装饰混凝土，其采用一次浇注成型，不做任何外装饰，直接利用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，具有表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明、天然、庄重等特点，已被广泛应用于工业民用建筑、公共建筑以及桥梁中。
[0003]随着清水混凝土的应用越来越广泛，其表面保护问题也越来越凸显。在施工阶段，由于模板、脱模剂、混凝土质量波动、不同龄期浇筑的混凝土等多种因素影响，混凝土难以避免会出现色差、蜂窝、麻面等缺陷；在服役期间，混凝土受雨水、二氧化碳、紫外线、油污、碳酸盐、硫酸盐、氯离子、微生物等的侵蚀，使混凝土中性化，强度降低，影响混凝土建筑的外观和耐久性。为了改善混凝土表观质量，延长混凝土的耐久年限，一般使用清水混凝土防护材料对混凝土表面涂装防护材料进行处理。作为保持清水混凝土效果和延长寿命的必要手段，其表面的防护涂装材料应具有一定的透明度，可以保持混凝土原有的纹理质感和色彩效果，且应该具有长期的耐候性，有效延长建筑物的使用寿命，同时又应满足现代发展的环保性理念。
[0004]现有的混凝土表面防护材料主要分为渗透型防护涂料和成膜型防护涂料。渗透型防护涂料主要是采用水泥基渗透结晶型和有机硅渗透型材料，例如有机硅类防护材料，其表面能比较低，能够渗透到混凝土内部，在混凝土表面形成Si
‑
O
‑
Si键网状薄膜结构聚合物，Si
‑
O键能大，使混凝土与水的接触角变大，具有一定的疏水作用和防水抗渗效果，但该体系对混凝土的防护耐久性有限，且耐候性差，重涂性差。成膜防护涂料是在混凝土形成一层致密的防护膜来达到防水防护效果，如环氧树脂涂料、丙烯酸树脂涂料等。该类材料暴露在阳光下时，对紫外线的照射敏感，耐候性较差，容易老化，一般在外部暴露一段时间后会开裂、剥落，失去防护效果。氟碳保护剂是当今发达国家主流使用的清水混凝土保护剂。其可以分为油性氟碳漆和水性氟碳漆，由于引入的氟元素电负性大，C
‑
F键能强，很难断裂，因此氟碳保护涂料不仅拥有特别优越的耐候性、耐温变性、耐洗刷性、耐腐蚀性，而且具有独特的不粘性和低摩擦性。但油性氟碳漆对施工条件和配套材料要求高，造价高，且容易污染环境；水性氟碳漆的耐候性、保光性和硬度都比较差。
[0005]另外，在海港工程或紫外线强烈地区等恶劣环境下，路桥常年遭受海风海盐侵蚀以及太阳暴晒，涂层在户外使用的过程中，难免会遭到污染，污染物增多则会直接影响到涂层的反射率以及发射率，进而影响涂层的耐候性。

技术实现思路

[0006]针对现有表面防护涂料的局限性，本专利技术提供一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，该涂装材料以水性氟硅改性丙烯酸树脂为主要原料，并掺入纳米磷酸盐，在应用
于清水混凝土表面时，具有超疏水性，有一定的防污作用，同时提供被动辐射制冷，增加散热效率。
[0007]本专利技术是由以下技术方案实现：
[0008]一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其按重量份配比包括以下组分：水性氟硅改性丙烯酸树脂30～40份、纳米磷酸盐20～30份、硅烷偶联剂0.02～3份、硅溶胶10～20份、水性润湿分散剂1～5份、水性成膜助剂1～3份、水性消泡剂0.5～1份、水性增稠剂1～3份、水性流平剂0.5～1份、去离子水15～30份。
[0009]进一步地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
450、KH
‑
460、KH
‑
500、KH
‑
550、KH
‑
560中的任意一种。
[0010]进一步地，所述纳米磷酸盐为纳米磷酸铝、纳米磷酸锌、纳米磷酸锆、纳米磷酸钇及其掺杂物中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述硅溶胶为碱性硅溶胶，其固含量为20％～40％，粒子粒径为5～40nm。
[0012]进一步地，所述水性润湿分散剂为含有颜料亲和基团的结构化丙烯酸共聚物溶液。水性润湿分散剂在涂料体系中可以使填料与树脂更好地润湿分散，使固体份形成良好的分散状态。
[0013]进一步地，所述水性成膜助剂为十二碳醇酯、二丙二醇甲醚、二乙二醇单丁醚，二乙二醇单乙醚、丙二醇单酯中的任意一种。水性成膜助剂可以对乳液中聚合物粒子产生溶解作用和溶胀作用，使粒子在较低的温度下也能够随水分的挥发产生塑性流动和弹性变形而聚结成膜，在涂膜干燥过程中，成膜助剂还会对聚合物起短暂的增塑作用。
[0014]进一步地，所述水性消泡剂为矿物油型消泡剂。水性消泡剂的加入到体系中，将活性成分分散成小颗粒，便于分散在水中，起到消泡、抑泡作用。
[0015]进一步地，所述水性增稠剂为非离子聚氨酯缔合型增稠剂。非离子聚氨酯缔合型增稠剂由疏水基、亲水链和聚氨酯剂三部分组成，疏水基起缔结作用，是增稠的决定因素，亲水基提供化学稳定性和粘度稳定性。
[0016]进一步地，所述水性流平剂为聚氨酯型流平剂。水性流平剂的掺入可有效改善涂料的参透性，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，能有效降低涂料表面张力，提高流平性。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术采用水性氟硅改性丙烯酸树脂作为主要原料，水性氟硅改性丙烯酸树脂中引入了键能较大的Si
‑
O键和C
‑
F键而赋予乳液极好的性能，表现为优异的耐候性、耐久性、耐化学药品性、防腐性、绝缘性、不易燃性、非粘附性、耐污染性及低温柔韧性好等特点；同时其特殊的分子结构，不能完全封堵混凝土毛细孔，因此混凝土内部到外部形成一种单向透气通道，使混凝土中的潮气得以排出，能够保证混凝土表面的疏水性的同时具备一定的透气功能。
[0019]本专利技术中加入的纳米磷酸盐及其产物是一种优良的日间辐射制冷材料。磷酸盐禁带宽度大，在紫外可见近红外波段均具有较高的反射率，可将大量的热反射出去，特别是紫外波段光，对保证树脂的长期性能有很大的帮助。磷酸盐晶体结构中的PO4四面体的红外吸收峰位于大气窗口波段1250～770cm
‑1(8～13um)，是一种很有潜力的选择性辐射材料，磷酸
盐填料的添加使得涂层具备一定的辐射散热功能。因此，磷酸盐优异日间辐射制冷性能极大加强了本专利技术防护涂装材料的耐候性。
[0020]本专利技术引入碱性硅溶胶，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
‑
SiO
‑
O
‑
SiO
‑
网状结构，进一步增强保护层的疏水性能，同时使得涂膜致密且硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附；同时硅溶胶中的纳米SO2可在涂层表面形成疏水的突触结构，加强涂层的疏水功能。
[0021]本专利技术将防污功能与辐射散热功能融为一体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，按重量份配比包括以下组分：水性氟硅改性丙烯酸树脂30～40份、纳米磷酸盐20～30份、硅烷偶联剂0.02～3份、硅溶胶10～20份、水性润湿分散剂1～5份、水性成膜助剂1～3份、水性消泡剂0.5～1份、水性增稠剂1～3份、水性流平剂0.5～1份、去离子水15～30份。2.根据权利要求1所述的一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
450、KH
‑
460、KH
‑
500、KH
‑
550、KH
‑
560中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，所述纳米磷酸盐为纳米磷酸铝、纳米磷酸锌、纳米磷酸锆、纳米磷酸钇或其掺杂物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，所述硅溶胶为碱性硅溶胶，其固含量为20％～40％，粒子粒径为5～40nm。5.根据权利要求1所述的一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，所述水性润湿分散剂为含有颜料亲和基团的结构化丙烯酸共聚物溶液。6.根据权利要求1所述的一种多功能性清水混凝土表面防护涂装材料，其特征在于，所述水性成膜助...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎鹏平，张志杰，李安，钟明锋，范志宏，孙健翔，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：