本發(fā)明屬于高分子精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料及方法。
背景技術(shù)：
大量采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代建筑，無(wú)論從建筑材料本身,還是建筑物的內(nèi)外墻面，其防水、抗?jié)B性能的應(yīng)用研究日益受到科研及施工人員的關(guān)注。由于混凝土、陶瓷、磚石等材料中的Ca2+、Mg2+、Al3+等可溶性鹽易發(fā)生水溶性遷移,從而造成建筑物表面風(fēng)化，形成鹽霜，影響了建筑物的視覺(jué)美觀(guān),同時(shí)會(huì)引起墻表裂隙，導(dǎo)致建筑物質(zhì)地、耐久性受損。此外,由于夾帶污物及灰塵等,會(huì)使建筑物受污。混凝土滲水的危害巨大，而解決混凝土滲水的最有效的方法之一是通過(guò)防水涂料。
含氟聚合物是一類(lèi)性能優(yōu)良的防水涂料。含氟聚合物具有極低的表面能，因而具有非常好的防水性能，此外，含氟聚合物耐候性好，耐污性能好，因此含氟聚合物是一種優(yōu)良的防水材料。含氟聚合物的缺點(diǎn)在于它的附著力較差，由于含氟聚合物的表面能極低，因而，其與極性較大的混凝土表面的作用力弱，因而其比較容易脫落而導(dǎo)致防水效果喪失。解決含氟聚合物的附著力問(wèn)題將大大利于含氟聚合物在建筑物防水材料上的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是通過(guò)含有乙烯基的POSS的交聯(lián)作用，提供一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料及方法，具有高附著力、耐水性、耐候性好的復(fù)合防水涂料。含氟材料具有非常低的表面能，具有非常好的疏水性，含氟材料作為防水材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但含氟材料由于表面能低，且常用的含氟材料力學(xué)性能較低，在需要保護(hù)的材料表面附著力低、膜層強(qiáng)度不夠成為限制其使用的障礙。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，該防水涂料是含有烯基的POSS、硅油、丙酸酯類(lèi)單體、硅烷偶聯(lián)劑與含氟（甲基）丙烯酸酯在引發(fā)劑引發(fā)下進(jìn)行溶液法共聚得到的，所選用的含有烯基的POSS的為含有烯基的多面體聚倍半硅氧烷，其基本結(jié)構(gòu)如下：
其中，R為乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酰氧基丙基中的一種；所選用的含有烯基的POSS為上述結(jié)構(gòu)的一種或一種以上的混合物。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，所選用的含氟（甲基）丙烯酸酯為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯中的一種或一種以上的混合物。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，所選用的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸中的一種或一種以上的混合物。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，所選用的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一種或一種以上的混合物。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，所選用的硅油為乙烯基硅油，乙烯基含量為0.5%~10%，分子量為0.5-10.0×103。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，所選用的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇中的一種或一種以上的混合物。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，引發(fā)劑選自過(guò)氧苯甲酰和偶氮二異丁腈中的一種。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料的制備方法，是將一半的含氟丙烯酸酯單體、一半的常規(guī)丙烯酸酯單體和引發(fā)劑加入到溶劑中，得到溶液A；將POSS單體、剩余的含氟丙烯酸酯單體和常規(guī)丙烯酸酯單體、烯基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基硅油混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料；各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：
組分 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）
含有乙烯基的POSS 0.1-5
乙烯基硅油 0.1-10
溶劑 60-85
含氟（甲基）丙烯酸酯 10-30
（甲基）丙烯酸酯 0-30
烯基硅烷偶聯(lián)劑 0.1-10
引發(fā)劑 0.1-1
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)越性：
本發(fā)明使用含有烯基的POSS與含氟（甲基）丙烯酸酯共聚，制備POSS-含氟（甲基）丙烯酸酯的共聚物，提高聚合物的力學(xué)性能，并且共聚物中的硅烷氧基可以和建筑材料的表面的硅羥基反應(yīng)，生成Si—O—Si鍵，可以大幅度提高涂層在建筑物材料表面的附著力。此共聚物溶液粘度小并且可控，滲透性強(qiáng)，因而能夠比較容易的滲入混凝土建筑的內(nèi)部。在水蒸氣的緩慢作用下，共聚物上的硅烷氧基發(fā)生水解并進(jìn)一步交聯(lián)，與混凝土的表面的羥基進(jìn)行鍵合，從而以化學(xué)鍵的形式附著于混凝土的表面，大大提高了含氟（甲基）丙烯酸酯的附著力，因而，得到的涂料具有滲透性好而且可控、附著力強(qiáng)、防水性能好、耐候性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于混凝土建筑材料的防水工程。本發(fā)明得到的建筑工程防水涂料具有滲透性好而且可控、附著力強(qiáng)、防水性能好、耐候性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于混凝土建筑材料的防水工程。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明通過(guò)下列非限制的實(shí)施實(shí)例進(jìn)一步加以說(shuō)明，但需要了解所述實(shí)施例僅用以本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明的范圍。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料，采用用含有烯基的POSS與含氟（甲基）丙烯酸酯共聚，制備POSS-含氟（甲基）丙烯酸酯的共聚物，提高聚合物的力學(xué)性能，并且共聚物中的硅烷氧基能夠和建筑材料的表面的硅羥基反應(yīng)，生成Si—O—Si鍵，能夠大幅度提高涂層在建筑物材料表面的附著力。此共聚物溶液粘度小并且可控，滲透性強(qiáng)，因而能夠比較容易的滲入混凝土建筑的內(nèi)部。在水蒸氣的緩慢作用下，共聚物上的硅烷氧基發(fā)生水解并進(jìn)一步交聯(lián)，與混凝土的表面的羥基進(jìn)行鍵合，從而以化學(xué)鍵的形式附著于混凝土的表面，大大提高了含氟（甲基）丙烯酸酯的附著力，因而，得到的涂料具有滲透性好而且可控、附著力強(qiáng)、防水性能好、耐候性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于混凝土建筑材料的防水工程。
一種POSS及硅油改性的含氟丙烯酸酯的建筑防水涂料制備方法，是通過(guò)含有烯基的POSS與含氟（甲基）丙烯酸酯、烯基硅烷偶聯(lián)劑、常規(guī)的丙烯酸酯和乙烯基硅油等共聚得到防水涂料，其制備過(guò)程如下：將將一半的含氟丙烯酸酯單體、一半的常規(guī)丙烯酸酯單體和引發(fā)劑加入到溶劑中，得到溶液A；將POSS單體、剩余的含氟丙烯酸酯單體和常規(guī)丙烯酸酯單體、烯基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基硅油混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料；各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如下：
組分 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）
含有乙烯基的POSS 0.1-5
乙烯基硅油 0.1-10
溶劑 60-85
含氟（甲基）丙烯酸酯 10-30
（甲基）丙烯酸酯 0-30
烯基硅烷偶聯(lián)劑 0.1-10
引發(fā)劑 0.1-1
其中含有乙烯基的POSS為含有烯基的多面體聚倍半硅氧烷，其基本結(jié)構(gòu)如下：
其中，R為乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酰氧基丙基中的一種。
所選用的含有烯基的POSS為上述結(jié)構(gòu)的一種或一種以上的混合物。
含氟（甲基）丙烯酸酯為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯中的一種或一種以上的混合物。所選用的常規(guī)丙烯酸酯類(lèi)單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸中的一種或一種以上的混合物。所選用的烯基硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一種。所選用的硅油為乙烯基硅油，乙烯基含量為0.5%~10%，分子量為0.5-10.0×103。溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或一種以上的混合物。引發(fā)劑選自過(guò)氧苯甲酰和偶氮二異丁腈中的一種。
實(shí)施例1
將5質(zhì)量份甲基丙烯酸六氟丁酯和0.1質(zhì)量分過(guò)氧苯甲酰加入85質(zhì)量分乙醇中，得到溶液A；將2 質(zhì)量分的烯丙基POSS、5質(zhì)量份甲基丙烯酸六氟丁酯、0.1質(zhì)量份分子量約為0.5*103端乙烯基硅油（乙烯基含量約為10%）、2.8質(zhì)量份乙烯基三乙氧基硅烷混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實(shí)施例2
將10質(zhì)量分丙烯酸六氟丁酯、3質(zhì)量分甲基丙烯酸丁酯和1質(zhì)量分偶氮二異丁腈加入60質(zhì)量分乙醇中，得到溶液A；將5質(zhì)量分的乙烯基POSS、10質(zhì)量分丙烯酸六氟丁酯、3質(zhì)量分甲基丙烯酸丁酯、3質(zhì)量分的乙烯基三乙氧基硅烷和5質(zhì)量份分子量為1.0*103端乙烯基硅油混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實(shí)施例3
將14.5質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯和0.5質(zhì)量分偶氮二異丁腈加入65質(zhì)量分丁醇中，得到溶液A；將4 質(zhì)量分甲基丙烯酰氧基丙基POSS、14.5質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯、0.5質(zhì)量分甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和1質(zhì)量份分子量為1.0*104端乙烯基硅油（乙烯基含量約為0.5%）混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實(shí)施例4
將2.5質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯、2.5質(zhì)量分甲基丙烯酸十二氟庚酯、5質(zhì)量分丙烯酸丁酯和1質(zhì)量分過(guò)氧苯甲酰加入到35質(zhì)量分乙醇和31.9質(zhì)量分的丁醇中，得到溶液A；將5質(zhì)量分的甲基丙烯酰氧基丙基POSS、2.5質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯、2.5質(zhì)量分甲基丙烯酸十二氟庚酯、5質(zhì)量分丙烯酸丁酯、0.1質(zhì)量分甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和7質(zhì)量份分子量為5.0*103乙烯基硅油（乙烯基含量約為4%）混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實(shí)施例5
將1.25質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯、0.25質(zhì)量份丙烯酸、9.75質(zhì)量份丙烯酸丁酯和0.5質(zhì)量分過(guò)氧苯甲酰加入65質(zhì)量分異丙醇中，得到溶液A；將1質(zhì)量分的乙烯基POSS、1.25質(zhì)量分丙烯酸十二氟庚酯、0.25質(zhì)量份丙烯酸、9.75質(zhì)量份丙烯酸丁酯、1質(zhì)量份乙烯基三甲氧基硅烷和10質(zhì)量份分子量為3.0*103端乙烯基硅油混合均勻得到溶液B；將A溶液在攪拌下升溫到80℃，反應(yīng)1 h后，在半小時(shí)內(nèi)將溶液B滴加到溶液A中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。