[發明專利]一種層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810449982.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108893051B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 吳磊;張想泰;謝子康;司楊
• 申請（專利權）人: 青海大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62;C08G77/04;C08J9/36
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 武戰翠

本發明公開了一種層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料的制備方法及其應用，屬于特殊潤濕性涂層材料領域。該材料是以正硅酸乙酯有效包覆憎水粉，再以正硅酸乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷兩種有機硅烷為前驅體，水解縮合而得。具有制備方法簡單、性質穩定、防水性好等特點。涂層材料具有低表面張力、耐高低溫、耐候性好等優異特性，廣泛應用于建筑和紡織等行業。

技術領域

本發明屬于涂層材料技術領域，涉及一種層層包覆有機硅烷聚合物涂層材料的制備方法；本發明還涉及有機硅烷聚合物涂層材料在防水劑中的應用。

背景技術

抗滲、防水及補漏歷來一直是建筑工程行業一個備受關注的問題。為此人們研制了各種防水劑、抗滲添加劑及防水涂料。傳統的瀝青補漏方法雖然能起到防水抗滲的作用，但基于其較高的成本、施工難度大、受紫外線影響和有效期較短等問題而廣受詬病。具有優異防水性能，耐化學腐蝕、防風化和防剝落等性能的有機硅防水劑在建筑防水業中脫穎而出，且得到廣泛應用。有機硅防水劑與水泥砂漿中的羥基反應，結合成網絡結構。水泥砂漿固化后，有機硅中的疏水基團降低材料表面的表面能，阻止水的侵入，從而降低水泥砂漿的吸水率，很好地保持了水泥砂漿的自身性能。市場上常見的有機硅防水劑的活性組分主要是有機硅酸鹽、硅烷、硅氧烷和硅樹脂等。通常依據粗糙度與低表面能二者的結合構筑防水表面，現有制備防水表面的方法和種類已經很多，但現有制備方法過于依賴復雜的化學物質和精密的實驗設備。其次，一般以含氟或硅烷的化合物作為低表面能物質，其價格昂貴且環境危害性大。同時，較長的制備周期也是當前面臨的一個難題，這些存在的問題都導致難以有效地制備大面積的防水表面。基于此，利用簡單有效的方法構造表面的微觀結構，從而獲得性能持久和優異的防水表面，并有效應用于實際生產和日常生活的各個方面是急需解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明目的在于利用有機硅烷的水解縮合反應，提供了一種層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料的制備方法，是以正硅酸乙酯（TEOS）有效包覆憎水粉（WA），再以正硅酸乙酯（TEOS）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）兩種有機硅烷為前驅體，水解縮合即得層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料；具體包括以下步驟：

步驟A.首先將憎水粉（WA）和正硅酸乙酯（TEOS）溶解在乙醇和氨-乙醇混合溶劑中,攪拌0.5小時，使混合均勻，80 °C反應完成后，抽濾，干燥后得二氧化硅包覆的憎水粉顆粒WA@SiO₂；

步驟B.再將步驟A得到的產物、及正硅酸乙酯（TEOS）和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）這兩種有機硅烷溶解在乙醇和氨-乙醇混合溶劑中,攪拌0.5小時，使混合均勻，80°C反應完成后，抽濾，干燥后得到層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物WA@SiO₂@HD-silica/HD-polymer。

本發明上述制備的一種層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料作為特殊潤濕性涂層在防水劑中的應用。

本發明上述制備的層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料通過簡單的涂布法在海綿基底材料上構筑防水涂層，實現在防水劑中的應用。

本發明的另一目的在于提供一種利用上述層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物作為涂層材料利用簡單的浸涂法，構造性能持久優異具有防水特性的聚合物涂層，其采用的技術方案如是：以海綿為涂布基底材料，取40 mg步驟B制得的有機硅烷聚合物取加入10 mL甲苯中，震蕩使聚合物均勻分散于甲苯中，采用浸涂法涂布于海綿表面，得具有防水特性的聚合物涂層。海綿基底材料上豐富的功能基團（羥基）與聚合物表面的硅羥基結合形成新的硅氧硅鍵，最終形成穩定的防水涂層。

對本發明具有防水特性的層層包覆憎水粉的有機硅烷聚合物涂層材料的性能進行測試及評價。