[發(fā)明專利]用于制備稀土基硅烷偶聯(lián)劑的方法、稀土基硅烷偶聯(lián)劑以及雙組份聚氨酯防水涂料組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210798200.0
• 申請(qǐng)日: 2022-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN115124565B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師慧娟;陳立義;陳開壽;賀秋;黨思博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科順防水科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C07F7/18
• 分類號(hào): C07F7/18;C07F5/00;C09D7/63;C09D175/08
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 娜拉

本申請(qǐng)公開了一種用于制備稀土基硅烷偶聯(lián)劑的方法、稀土基硅烷偶聯(lián)劑以及雙組份聚氨酯防水涂料組合物。該方法包括：將硅烷偶聯(lián)劑的小分子醇溶液調(diào)節(jié)至pH值為5≤pH＜7，以使硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生醇解；將稀土鹽與硅烷偶聯(lián)劑的小分子醇溶液混合均勻，以使稀土鹽與醇解后的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，從而得到稀土基硅烷偶聯(lián)劑。本申請(qǐng)的方法制備的稀土基硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用于雙組份聚氨酯防水涂料組合物中，能夠使得雙組份聚氨酯防水涂料組合物形成的涂膜具備自我修復(fù)能力，從而能夠提升涂膜的防水性能和防水壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于防水涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備稀土基硅烷偶聯(lián)劑的方法、稀土基硅烷偶聯(lián)劑以及雙組份聚氨酯防水涂料組合物。

背景技術(shù)

聚氨酯防水涂料因其形成的涂膜具有彈性且延展性好、粘結(jié)性好、體積收縮小、涂膜防水層無接縫，抗基層伸縮形變性能好、易于施工等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑和交通基礎(chǔ)設(shè)施中。

高速鐵路是當(dāng)下重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施之一。高速鐵路橋梁多以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，當(dāng)受到車輛高頻沖擊及濕度和溫度變化時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生許多裂紋，隨著外界水分和二氧化碳的不斷侵入，將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降、鋼筋銹蝕、橋梁斷裂等一系列嚴(yán)重問題發(fā)生。目前，在橋面上噴涂一層聚氨酯防水涂料，是緩解上述問題的可行辦法。

然而，當(dāng)高速鐵路橋梁的基材產(chǎn)生裂紋或裂痕時(shí)，聚氨酯防水涂料形成的涂膜可能也會(huì)產(chǎn)生裂痕，從而顯著降低涂膜的防水性能、縮短涂膜的有效防水期限。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)第一方面提供一種用于制備稀土基硅烷偶聯(lián)劑的方法，包括：

將硅烷偶聯(lián)劑的小分子醇溶液調(diào)節(jié)至pH值為5≤pH＜7，以使硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生醇解；

將稀土鹽與硅烷偶聯(lián)劑的小分子醇溶液混合均勻，以使稀土鹽與醇解后的硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)，從而得到稀土基硅烷偶聯(lián)劑。

并非意在受限于任何理論或解釋，稀土元素的外電子層結(jié)構(gòu)具有較多未被電子填充的空軌道，此外，稀土元素離子具有較大的離子半徑，與有機(jī)或無機(jī)配位體主要通過靜電應(yīng)力形成離子配位鍵，作為配合物的中心離子，可以以d²sp³、d⁴sp³、f³d⁵sp³等多種雜化形式形成配位數(shù)為6～12的配合物。稀土離子是典型的硬陽(yáng)離子，即不易極化變形的離子。它們與金屬堿的配位原子，例如氧的絡(luò)合能力很強(qiáng)，因而對(duì)水泥基面、聚氨酯體系中?CaCO₃等粉料和硅烷偶聯(lián)劑中的含氧基團(tuán)等有孤對(duì)電子的基團(tuán)的偶聯(lián)作用很強(qiáng)。由此，根據(jù)本申請(qǐng)的方法制備的稀土基硅烷偶聯(lián)劑，應(yīng)用于聚氨酯防水涂料中，一方面能夠使得涂膜與基材表面具有高粘接力；另一方面，當(dāng)水泥基面發(fā)生裂紋而導(dǎo)致涂膜開裂時(shí)，涂膜中的稀土元素離子可以與斷裂面的含氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而在可逆動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵的協(xié)同作用下，重新構(gòu)建三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能夠使得開裂的涂膜“愈合”，實(shí)現(xiàn)涂膜的自我修復(fù)。進(jìn)一步地，涂膜中的稀土元素離子還與基材裂縫表面的含氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，從而使得重新構(gòu)建的涂膜與基材表面具有高粘接力。由此，本申請(qǐng)的方法制備的稀土基硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用于聚氨酯防水涂料中，能夠使得聚氨酯防水涂料形成的涂膜具有優(yōu)異的界面粘接性能和自我修復(fù)能力，從而能夠提升涂膜的粘接性能和防水性能、延長(zhǎng)涂膜的防水壽命。

在本申請(qǐng)第一方面的任意實(shí)施方式中，硅烷偶聯(lián)劑選自包含硫元素的硅烷偶聯(lián)劑。

優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑選自巰烴基硅烷偶聯(lián)劑和/或多硫烴基硅烷偶聯(lián)劑。

優(yōu)選地，巰烴基硅烷偶聯(lián)劑選自3-巰基丙基三乙氧基硅烷，多硫烴基硅烷偶聯(lián)劑選自雙(γ-三乙氧基硅丙基)四硫化物或雙(γ-三乙氧基硅丙基)二硫化物中的至少一種。

優(yōu)選地，硅烷偶聯(lián)劑的小分子醇溶液中，硅烷偶聯(lián)劑的體積百分比為?0.5vol.％～5vol.％，更優(yōu)選為1vol.％～3vol.％。