本發明屬于高分子精細化工技術領域，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：
大量采用鋼筋混凝土結構的現代建筑，無論從建筑材料本身,還是建筑物的內外墻面，其防水、抗滲性能的應用研究日益受到科研及施工人員的關注。由于混凝土、陶瓷、磚石等材料中的Ca2+、Mg2+、Al3+等可溶性鹽易發生水溶性遷移,從而造成建筑物表面風化，形成鹽霜，影響了建筑物的視覺美觀,同時會引起墻表裂隙，導致建筑物質地、耐久性受損。此外,由于夾帶污物及灰塵等,會使建筑物受污。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防水涂料。
含氟聚合物是一類性能優良的防水涂料。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良的防水材料。含氟聚合物的缺點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致防水效果喪失。解決含氟聚合物的附著力問題將大大利于含氟聚合物在建筑物防水材料上的應用。
技術實現要素：
本發明所要解決的問題是通過含有乙烯基的POSS的交聯作用，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勢，但含氟材料由于表面能低，且常用的含氟材料力學性能較低，在需要保護的材料表面附著力低、膜層強度不夠成為限制其使用的障礙。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：
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、丙酸酯類單體、硅烷偶聯劑與含氟（甲基）丙烯酸酯在引發劑引發下進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，其基本結構如下：
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為上述結構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，引發劑選自過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、一半的常規丙烯酸酯單體和引發劑加入到溶劑中，得到溶液A；將POSS單體、剩余的含氟丙烯酸酯單體和常規丙烯酸酯單體、烯基硅烷偶聯劑、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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料；各組分的質量百分數如下：
組分 質量百分數（%）
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
烯基硅烷偶聯劑 0.1-10
引發劑 0.1-1
與現有技術相比，本發明具有以下優越性：
本發明使用含有烯基的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，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，因而能夠比較容易的滲入混凝土建筑的內部。在水蒸氣的緩慢作用下，共聚物上的硅烷氧基發生水解并進一步交聯，與混凝土的表面的羥基進行鍵合，從而以化學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、防水性能好、耐候性好、使用壽命長等特點，可以廣泛應用于混凝土建筑材料的防水工程。本發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、防水性能好、耐候性好、使用壽命長等特點，可以廣泛應用于混凝土建筑材料的防水工程。
具體實施方式
本發明通過下列非限制的實施實例進一步加以說明，但需要了解所述實施例僅用以本發明，而非用以限制本發明的范圍。
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，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，因而能夠比較容易的滲入混凝土建筑的內部。在水蒸氣的緩慢作用下，共聚物上的硅烷氧基發生水解并進一步交聯，與混凝土的表面的羥基進行鍵合，從而以化學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、防水性能好、耐候性好、使用壽命長等特點，能夠廣泛應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，是通過含有烯基的POSS與含氟（甲基）丙烯酸酯、烯基硅烷偶聯劑、常規的丙烯酸酯和乙烯基硅油等共聚得到防水涂料，其制備過程如下：將將一半的含氟丙烯酸酯單體、一半的常規丙烯酸酯單體和引發劑加入到溶劑中，得到溶液A；將POSS單體、剩余的含氟丙烯酸酯單體和常規丙烯酸酯單體、烯基硅烷偶聯劑、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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料；各組分的質量百分數如下：
組分 質量百分數（%）
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
烯基硅烷偶聯劑 0.1-10
引發劑 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，其基本結構如下：
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為上述結構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。所選用的常規丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、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。引發劑選自過氧苯甲酰和偶氮二異丁腈中的一種。
實施例1
將5質量份甲基丙烯酸六氟丁酯和0.1質量分過氧苯甲酰加入85質量分乙醇中，得到溶液A；將2 質量分的烯丙基POSS、5質量份甲基丙烯酸六氟丁酯、0.1質量份分子量約為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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實施例2
將10質量分丙烯酸六氟丁酯、3質量分甲基丙烯酸丁酯和1質量分偶氮二異丁腈加入60質量分乙醇中，得到溶液A；將5質量分的乙烯基POSS、10質量分丙烯酸六氟丁酯、3質量分甲基丙烯酸丁酯、3質量分的乙烯基三乙氧基硅烷和5質量份分子量為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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實施例3
將14.5質量分丙烯酸十二氟庚酯和0.5質量分偶氮二異丁腈加入65質量分丁醇中，得到溶液A；將4 質量分甲基丙烯酰氧基丙基POSS、14.5質量分丙烯酸十二氟庚酯、0.5質量分甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和1質量份分子量為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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實施例4
將2.5質量分丙烯酸十二氟庚酯、2.5質量分甲基丙烯酸十二氟庚酯、5質量分丙烯酸丁酯和1質量分過氧苯甲酰加入到35質量分乙醇和31.9質量分的丁醇中，得到溶液A；將5質量分的甲基丙烯酰氧基丙基POSS、2.5質量分丙烯酸十二氟庚酯、2.5質量分甲基丙烯酸十二氟庚酯、5質量分丙烯酸丁酯、0.1質量分甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和7質量份分子量為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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。
實施例5
將1.25質量分丙烯酸十二氟庚酯、0.25質量份丙烯酸、9.75質量份丙烯酸丁酯和0.5質量分過氧苯甲酰加入65質量分異丙醇中，得到溶液A；將1質量分的乙烯基POSS、1.25質量分丙烯酸十二氟庚酯、0.25質量份丙烯酸、9.75質量份丙烯酸丁酯、1質量份乙烯基三甲氧基硅烷和10質量份分子量為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1 h后，在半小時內將溶液B滴加到溶液A中，繼續攪拌反應2 h后降溫，即得到建筑工程防水涂料。