瓷砖面无机透明防水涂料
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体为一种瓷砖面无机透明防水涂料。
背景技术
因目前建筑外墙贴瓷砖均留有伸缩缝，且伸缩缝用的填缝剂大部分采用的是水泥基为主的材料，水泥基为主的材料无法满足防水效果，且随着时间推移，水泥缝透水、渗水越来越严重，随着渗水透水导致严重泛碱影响水泥的强度，最严重会导致掉砖和室内墙面发霉，最终的维修方案只能是敲掉瓷砖重新维修，成本高。
市面上一般的防水涂料，耐水防水效果较差，而且耐候性能差，使用时间不长。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓷砖面无机透明防水涂料，可用于瓷砖面，包括卫生间瓷砖面和外墙瓷砖面的防水处理。
本发明采取的技术方案是，一种瓷砖面无机透明防水涂料，由A组分和B组分按重量比2.8-3.2:1配制而成，其中A组分按重量份计，包含水性阳离子丙烯酸树脂40-50份、消泡剂0.2-0.5份、润湿剂0.1-0.4份、流变助剂0.05-0.2份、成膜助剂3.0-3.8份、憎水剂甲基硅油0.7-1.2份和水45-55份，B组分为水性无机聚硅氧烷固化剂。
进一步地，由A组分和B组分按重量比3：1配制而成，其中A组分按重量份计，包含水性阳离子丙烯酸树脂45份、消泡剂0.4份、润湿剂0.2份、流变助剂0.1份、成膜助剂3.4份、憎水剂甲基硅油0.9份和水50份，B组分为水性无机聚硅氧烷固化剂。
进一步地，所述水性阳离子丙烯酸树脂原料包括单体、功能性单体、溶剂、酸、链转移剂和引发剂；按重量份计：
其中单体包括甲基丙烯酸甲酯100-400份、丙烯酸丁酯5-50份和苯乙烯20-200份；
功能性单体包括乙烯基三乙氧基硅烷10-100份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯20-200份和丙烯酸羟乙酯30-250份；
溶剂包括丙二醇甲醚100-400份、无水乙醇50-400份和N,N-二甲基甲酰胺20-200份；
酸为乳酸5-60份；
链转移剂为甲基苯乙烯线性二聚体1-50份；
引发剂为偶氮二异丁腈1-50份。
该水性阳离子丙烯酸树脂配方利用溶液聚合技术，在引发剂偶氮二异丁腈引发下，利用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯进行聚合，同时引入功能性单体乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和丙烯酸羟乙酯，其中乙烯基三乙氧基硅烷中的乙烯基也会参与双键反应，在整个水性树脂中引入硅材料，然后用乳酸进行中和，得到固含量高，透明度好，水溶性好的一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
甲基丙烯酸二甲胺基乙酯这种功能单体含有丙烯酸双键官能团，丙烯酸双键能够和其他双键进行自由基聚合。甲基丙烯酸二甲胺基乙酯这种功能单体中含有胺基官能团，胺基和酸中和能够提供水溶性，使得的所合成的树脂能够溶于水。
进一步地，所述功能性单体还包括乙烯基三甲氧基硅烷10-100份、甲基丙烯酸羟基乙酯30-250份、甲基丙烯酸二甲胺基丙酯20-200份；其中乙烯基三甲氧基硅烷用来全部或部分替代乙烯基三乙氧基硅烷，甲基丙烯酸羟基乙酯用于部分或者全部替代丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸二甲胺基丙酯用于部分或者全部替代甲基丙烯酸二甲胺基乙酯。加入乙烯基三甲氧基硅烷功能单体是为了在树脂中引入硅材料，硅材料的引入是的该树脂具备更高的硬度和耐性。加入甲基丙烯酸羟基乙酯是为了在树脂中引入羟基官能团，提高树脂的耐溶剂性和光泽度。加入甲基丙烯酸二甲胺基丙酯是为了在树脂中引入胺基官能团，胺基和酸中和能够提供水溶性，提供水溶性材料。
进一步地，所述乳酸5-60份替换为醋酸5-50份；所述链转移剂甲基苯乙烯线性二聚体1-50份替换为正十二烷基硫醇1-50份。加入醋酸或乳酸的目的是用来和甲基丙烯酸二甲胺基丙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙酯中的胺基官能团发生中和反应，所合成的树脂具备水溶性。而正十二烷基硫醇和甲基苯乙烯线性二聚体都属于链转移剂，加入链转移剂的目的是为了控制所合成树脂的分子量，加入链转移剂之后能够让所合成水性树脂分子量分布更集中，性能更优越。
进一步地，该水性阳离子丙烯酸树脂的制备方法具体步骤是：
1)将溶剂丙二醇甲醚和无水乙醇混合均匀，加热至85-95℃；
2)将单体、功能性单体、链转移剂、溶剂N,N-二甲基甲酰胺和引发剂混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)中的混合液滴加到步骤1)得到的溶剂中；并边滴加边搅拌，控制在3-6小时加完；
4)步骤3)滴加结束后，控制温度在85-95℃保温1-2h；然后冷却降温至50℃以下；
5)步骤4)得到的料液中加入酸，搅拌30min以上，即得水性阳离子丙烯酸树脂。
具体制备水性阳离子丙烯酸树脂时采用滴加的目的是为了控制反应程度，采用滴加能够使反应过程可控，滴加进去的单体能够充分反应，滴加的方式使得所合成的水性树脂分子量分布更窄。不会由于一次性加入过多产生爆聚，因而滴加的生产方式安全性可靠。
进一步地涂料配方中，所述消泡剂为BYK024、润湿剂为TEGOWET270、流变助剂为BYK420、成膜助剂为DPM%203.0-3.8份。
本发明还涉及制备所述涂料的方法，具体步骤为：
1)将涂料A组分的原料按配比称取，先加入水，然后依次加入憎水剂甲基硅油、消泡剂、润湿剂、流变助剂、成膜助剂，最后加入水性阳离子丙烯酸树脂，搅拌30min～60min得到涂料的A组分，
2)在使用前，按配比称取A组分和B组分混合，得到瓷砖面无机透明防水涂料。
进一步地，步骤1)搅拌过程中，搅拌速度控制在250-350转/min，避免产生气泡。
本发明具有以下有益效果：
1、该涂料中采用A组分中，含有水性阳离子丙烯酸树脂，可以常温自干成膜。与B组分混合制成的涂料常温指触干时间1小时左右。而且具体具有固含量高的特点，本水性阳离子丙烯酸树脂采用溶液聚合技术，在合成的过程中引入了甲基丙烯酸二甲胺基乙酯类亲水性单体，并通过加入醋酸或乳酸进行中和；同时在配方中加入链转移剂，能够控制所合成水性树脂分子量，使得所合成水性树脂分子量分布窄，从而得到水溶性好的高固含量低粘度的水性树脂，固含量达到60％，涂刷后丰满度好。
2、该涂料中采用A组分中，含有水性阳离子丙烯酸树脂，具备优异的透明度，用于瓷砖面的防水时，完全不会影响瓷砖面的色彩。
3、该涂料具备优异的不透水性和耐候性，其中耐候性可以满足600h不起泡不剥落无裂纹。
具体实施方式
实施例1：
一种瓷砖面无机透明防水涂料，由A组分和B组分按重量比2.8:1配制而成，其中A组分按重量份计，包含水性阳离子丙烯酸树脂40份、消泡剂0.2份、润湿剂0.1份、流变助剂0.05份、成膜助剂3.0份、憎水剂甲基硅油0.7份和水45份，B组分为水性无机聚硅氧烷固化剂。
实施例2：
一种瓷砖面无机透明防水涂料，由A组分和B组分按重量比3.2:1配制而成，其中A组分按重量份计，包含水性阳离子丙烯酸树脂50份、消泡剂0.5份、润湿剂0.4份、流变助剂0.2份、成膜助剂3.8份、憎水剂甲基硅油1.2份和水55份，B组分为水性无机聚硅氧烷固化剂。
实施例3：
一种瓷砖面无机透明防水涂料，由A组分和B组分按重量比3：1配制而成，其中A组分按重量份计，包含水性阳离子丙烯酸树脂45份、消泡剂0.4份、润湿剂0.2份、流变助剂0.1份、成膜助剂3.4份、憎水剂甲基硅油0.9份和水50份，B组分为水性无机聚硅氧烷固化剂。
上述实施例中，所指的水性阳离子丙烯酸树脂包括单体、功能性单体、溶剂、酸、链转移剂和引发剂；按重量份计：
其中单体包括甲基丙烯酸甲酯100-400份、丙烯酸丁酯5-50份和苯乙烯20-200份；
功能性单体包括乙烯基三乙氧基硅烷10-100份、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯20-200份和丙烯酸羟乙酯30-250份；
溶剂包括丙二醇甲醚100-400份、无水乙醇50-400份和N,N-二甲基甲酰胺20-200份；
酸为乳酸5-60份；
链转移剂为甲基苯乙烯线性二聚体1-50份；
引发剂为偶氮二异丁腈1-50份。
水性阳离子丙烯酸树脂具体制备步骤是：
1)将溶剂丙二醇甲醚和无水乙醇混合均匀，加热至85-95℃；
2)将单体、功能性单体、链转移剂、溶剂N,N-二甲基甲酰胺和引发剂混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)中的混合液滴加到步骤1)得到的溶剂中；并边滴加边搅拌，控制在3-6小时加完；
4)步骤3)滴加结束后，控制温度在85-95℃保温1-2h；然后冷却降温至50℃以下；
5)步骤4)得到的料液中加入酸，搅拌30min以上，即得水性阳离子丙烯酸树脂。
以下列举几个案例来说明水性阳离子丙烯酸树脂的制备。
案例1、
1)先将250kg丙二醇甲醚、50kg无水乙醇搅拌混合均匀，然后加热到88℃；
2)将150kg甲基丙烯酸甲酯、40kg丙烯酸丁酯、200kg苯乙烯、100kg甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、100kg丙烯酸羟乙酯、30kg乙烯基三乙氧基硅烷、10kg甲基苯乙烯线性二聚体、50kgN,N-二甲基甲酰胺、10kg偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)混合液加入步骤1)，边滴加边搅拌，滴加时间控制在5小时加完；
4)步骤3)结束后，继续保温2小时，温度控制在88℃；
5)步骤4)结束之后降温，温度小于50℃；
6)将10kg乳酸加入步骤5)，搅拌半小时，即可得到一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
案例2：
1)先将240kg丙二醇甲醚、80kg无水乙醇搅拌混合均匀，然后加热到90℃；
2)将180kg甲基丙烯酸甲酯、20kg丙烯酸丁酯、180kg苯乙烯、80kg甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、60kg丙烯酸羟乙酯、40kg乙烯基三乙氧基硅烷、15kg甲基苯乙烯线性二聚体、60kgN,N-二甲基甲酰胺、12kg偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)混合液加入步骤1)，边滴加边搅拌，滴加时间控制在5小时加完；
4)步骤3)结束后，继续保温2小时，温度控制在90℃；
5)步骤4)结束之后降温，温度小于50℃；
6)将15kg乳酸加入步骤5)，搅拌半小时，即可得到一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
案例3：
1)先将100kg丙二醇甲醚、200kg无水乙醇搅拌混合均匀，然后加热到88℃；
2)将150kg甲基丙烯酸甲酯、40kg丙烯酸丁酯、200kg苯乙烯、100kg甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、100kg丙烯酸羟乙酯、30kg乙烯基三乙氧基硅烷、50kg甲基苯乙烯线性二聚体、160kgN,N-二甲基甲酰胺、50kg偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)混合液加入步骤1)，边滴加边搅拌，滴加时间控制在4小时加完；
4)步骤3)结束后，继续保温2小时，温度控制在88℃；
5)步骤4)结束之后降温，温度小于50℃；
6)将20kg乳酸加入步骤5)，搅拌半小时，即可得到一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
案例4：
1)先将250kg丙二醇甲醚、50kg无水乙醇搅拌混合均匀，然后加热到91℃；
2)将250kg甲基丙烯酸甲酯、20kg丙烯酸丁酯、100kg苯乙烯、20kg甲基丙烯酸二甲胺基丙酯、30kg甲基丙烯酸羟基乙酯、10kg乙烯基三甲氧基硅烷、60kg甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、90kg丙烯酸羟乙酯、20kg乙烯基三乙氧基硅烷、8kg甲基苯乙烯线性二聚体、40kgN,N-二甲基甲酰胺、30kg偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)混合液加入步骤1)，边滴加边搅拌，滴加时间控制在4小时加完；
4)步骤3)结束后，继续保温2小时，温度控制在88℃；
5)步骤4)结束之后降温，温度小于50℃；
6)将15kg乳酸加入步骤5)，搅拌45min，即可得到一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
案例5：
1)先将250kg丙二醇甲醚、50kg无水乙醇搅拌混合均匀，然后加热到95℃；
2)将150kg甲基丙烯酸甲酯、50kg丙烯酸丁酯、150kg苯乙烯、100kg甲基丙烯酸二甲胺基丙酯、50kg丙烯酸羟乙酯、50kg乙烯基三乙氧基硅烷、20kg正十二烷基硫醇、30kgN,N-二甲基甲酰胺、25kg偶氮二异丁腈混合均匀得到混合液；
3)将步骤2)混合液加入步骤1)，边滴加边搅拌，滴加时间控制在5小时加完；
4)步骤3)结束后，继续保温1.5小时，温度控制在90℃；
5)步骤4)结束之后降温，温度小于50℃；
6)将10kg乳酸、10kg醋酸加入步骤5)，搅拌55min，即可得到一种水性有机硅改性阳离子丙烯酸树脂。
以上案例仅为水性阳离子丙烯酸树脂的优选技术方案，而不应视为对于水性阳离子丙烯酸树脂制备的限制，其保护范围应以权利要求记载的技术方案为准。
本发明提供的涂料中B组分可以选择专利申请号2017105337250公开的水性无机聚硅氧烷树脂固化剂。具体涂料制备时，先加水，先后加入憎水剂甲基硅油，消泡剂、润湿剂、流变助剂、成膜助剂、水性阳离子丙烯酸树脂，搅拌30min～60min得到涂料的A组分，在使用前，按配比称取A组分和B组分混合，得到瓷砖面无机透明防水涂料。搅拌过程中，搅拌速度控制在250-350转/min，避免产生气泡。
具体施工时按下列要求进行
(1)辊涂、刷涂、喷涂。
(2)重涂时间至少间隔4小时以上。
(3)施工温度：高于5℃，相对湿度小于85％的条件下施工。
本发明提供的涂料的性能测试数据如下表1所示。该涂料具有很好的不透水性和耐候性，尤其适合用于瓷砖面防水处理，还适用于内外墙瓷砖伸缩缝、水泥砂浆面、清水混凝土等的防水处理，而且使用方便。
表1
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
