[发明专利]双重液晶结构增韧的环氧树脂防水涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双重液晶结构增韧环氧树脂防水涂料及其制备方法。所述的双重液晶增韧环氧树脂疏水涂料包括两种液晶改性环氧树脂，一种液晶改性环氧树脂是通过酯化反应在环氧树脂的侧链中引入了二联苯链段，一种液晶改性环氧树脂是通过酯化反应在环氧树脂的侧链中引入了碳氟链段，二者质量比为1:（0.1~0.5）。所述的双重液晶增韧环氧树脂疏水涂料在室温固化的同时涂层的内部和表面均形成液晶结构，成为一种兼具防水、防腐、耐磨、耐老化、抗开裂等功能的防护涂层。

技术领域

本发明涉及一种双重液晶增韧的环氧树脂防水涂料及其制备方法，属建筑防水与防护涂料技术领域。

背景技术

随着我国轨道交通工程建设的大规模发展，建设者们日益认识到防水涂料的重要性。防水质量的优劣直接影响轨道交通的使用性、耐久性和安全性，这就要求涂料具有良好的防水性能，以延长使用寿命，降低成本，确保轨道交通长期安全地进行。

然而，不可否认的是，随着服役年限的增长，轨道交通工程的涂层往往会出现开裂、翘皮等现象。究其原因，有过早移除支撑元件，施工及服役环境温差较大，震动与颤抖等因素。

更重要的是，由于环境或混凝土内部温、湿度变化产生的内部应力导致混凝土产生体积变化，出现收缩和膨胀的现象，也即内部与涂层应力的不匹配是导致涂层开裂的重要原因。虽然，通常它不意味着结构上的问题，但也可能导致更严重的后果。它是防水工程最为严重的一个问题，会对项目的美观性和结构特性产生负面的影响。而且，开裂后，环境中的介质会直接与混凝土基体接触，导致对骨架的侵蚀或材料上不希望发生的化学反应，这时涂层便丧失对基体的防护作用。

环氧涂料由于对基材的粘接能力强、固化收缩率小、耐腐蚀性佳等优点，在混凝土防护和修补加固领域取得了较为广泛的应用。然而，环氧涂料的抗开裂性能差，特别是固化后脆性较大，容易出现开裂现象，使其防护性能丧失。此外，环氧树脂的耐磨性也较差。

因此，研究者们希望通过合理的结构和配比设计，增强环氧涂料的韧性，以达到内外应力的匹配，防止环氧涂层开裂现象。

液晶基元之间可以通过组装形成液晶结构。这种液晶结构起到物理交联的作用，当受到外力时，可以通过调节物理交联网络中液晶基元之间的距离(收缩或膨胀)而表现出一定的弹性和韧性。另外，液晶聚合物在外界条件，如温度、电场或磁场作用力以及剪切力作用下能形成棒状、纤维状或者椭球状介晶域等物理交联网络，因而产生高度的增强和增韧作用。少量液晶微纤的存在便可以提高材料的韧性，阻止裂缝扩展，而不降低材料的稳定性和刚度。中国专利CN 107879999 A公开并记载了一种主链液晶改性环氧树脂的方法。所制备的改性环氧树脂在耐热性和模量不受影响的前提下，其韧性和粘结性能得到大幅提高。与普通环氧树脂相比，液晶环氧树脂融合了液晶有序与网络交联的优点，其耐冲击性、耐热性和耐水性都更加优异。然而，主链液晶结构中，液晶基元的运动能力受限。

为了保证液晶结构的充分形成，固化反应要在较高的温度进行，同时必须要求在固化时间大于液晶基元的形成时间，使分子链充分调整形成有序排列，增强体系的有序度，从而提升材料的柔韧性。而这种工艺明显能耗较高，工艺复杂。

发明内容

为解决现有液晶单元改性环氧树脂不能有效提升环氧树脂韧性的问题，以及提升韧性所需工艺较为复杂的问题，本发明提供了一种双重液晶结构增韧环氧树脂防水涂料及其制备方法。

本发明所述的双重液晶增韧环氧树脂疏水涂料包括两种液晶改性环氧树脂，一种液晶改性环氧树脂是通过酯化反应在环氧树脂的侧链中引入了二联苯链段，以下称为液晶改性环氧树脂A1；一种液晶改性环氧树脂是通过酯化反应在环氧树脂的侧链中引入了碳氟链段，以下称为碳氟链改性环氧树脂A2；液晶改性环氧树脂A1和碳氟链改性环氧树脂A2按1:(0.1～0.5)混合后，即得本发明所述的双重液晶增韧环氧树脂疏水涂料。

所述的双重液晶增韧环氧树脂疏水涂料在室温固化的同时涂层的内部和表面均形成液晶结构，成为一种兼具防水、防腐、耐磨、耐老化、抗开裂等功能的防护涂层。