[发明专利]一种氟烷基改性复合型有机硅防水剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于防水剂领域，特别涉及一种氟烷基改性复合型有机硅防水剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土结构长期暴露于空气中或浸泡于水中，容易吸收水分及水分带来的有害物质而发生腐蚀，从而影响其使用寿命，因此对混凝土表面进行防护显得尤为必要。渗透型硅烷防护剂具有表面处理简单、渗透力强、抗氧化、防紫外线、表面不易磨损等突出优势，同时不完全密封混凝土表面的孔隙，使用寿命可达35年以上，具有极好的应用前景，为新型环保产品。用作防水剂的硅烷主要是长碳链烷基硅氧烷，通常是指碳原子数n＞8的直链烷基硅氧烷。但是目前开发的硅烷防水剂均为液体状渗透型防护剂，其存在着施工时易于发生流动、挥发性大、环境污染严重等缺点，从而降低了渗透深度，削弱了防护效果。另外，烷基硅氧烷是疏水基团，若使用长碳链烷基硅氧烷，产品的防水性能虽好，碳链与混凝土表面的亲和性是相反的，硅氧烷的碳链越长，其在混凝土表面所受到的向外的毛细管作用力越强，也就越难渗透；若使用短碳链烷基硅氧烷，产品的渗透性和耐候性虽好，但是由于所含甲基和亚甲基较少，防水效果较差。如果将二者进行适当的掺杂，则能达到耐水性和渗透深度的兼顾。但是，由于长碳链烷基的疏水性有限，即使达到较高的渗透深度，依然难以使混凝土表面达到超疏水效果，如果对硅氧烷进行含氟改性，将含氟基团引入混凝土表面，则即使是在较低的渗透深度，依然可以使混凝土表面达到超疏水效果。

乳液型有机硅防水剂主要有以下品种：一是甲基含氢硅油乳液，由于含有与硅直接相连的氢原子，其具有较高的反应活性，易与羟基等活性基团反应，形成网状防水膜；二是羟基硅油乳液，羟基硅油乳液可用羟基硅油直接乳化或乳液聚合制得；三是烷基硅氧烷乳液，该产品含有烷氧基，遇到硅酸盐基材的羟基时，易发生交联，产生网状憎水性硅氧烷膜，但是乳液的稳定性一直是难以解决的关键问题；四是膏体，具有触变性、不流淌性，通过无气喷涂或刷涂，渗透型硅烷防护膏体能在混凝土表面形成一层膏状物，可以长时间停留在混凝土表面，延长渗透时间。因此，若结合第三种和第四种防护剂的优点，制备一种硅烷膏体型防护剂，则一方面能够解决液体型硅烷防护剂渗透深度低的缺陷，另一方面能够解决乳液型防护剂的乳液稳定性问题，不失为一种新型的有机硅防水剂。

中国专利公开文本CN1214353A和CN101580356A的产品全部都是单一种类的烷基三乙氧基硅烷防水剂，没有采用不同碳链长度的硅烷进行复配，同时也都是乳液型的产品，从而在渗透深度和疏水性两项性能上很难达到兼顾。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种氟烷基改性复合型有机硅防水剂。

本发明另一目的在于提供上述氟烷基改性复合型有机硅防水剂的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述氟烷基改性复合型有机硅防水剂在混凝土、砖块、砂浆等防水和玻璃防污等方面的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种氟烷基改性复合型有机硅防水剂，由以下质量百分数的原料制备得到：短碳链烷基硅氧烷10～15％；长碳链烷基硅氧烷10～15％；氟烷基硅氧烷40～45％；复合乳化剂2～3％；聚乙烯醇2～5％；硅烷偶联剂1～5％；硫酸铝1～3％；其余为水；上述原料的质量百分数之和为100％。

使用两种或者两种以上的不同碳链的烷基硅氧烷作为主要成分，同时掺杂含氟烷基硅氧烷，不仅可以大大的提高产品的防水性能，而且还能保持很好的渗透性和耐候性，产品的综合性能得到大大提升。

所述的短碳链烷基硅氧烷为正丁基三甲氧(乙氧)基硅烷、正己基三甲氧(乙氧)基硅烷和正辛基三甲氧(乙氧)基硅烷中的至少一种。

所述的长碳链烷基硅氧烷为正癸基三甲氧(乙氧)基硅烷、正十二烷基三甲氧(乙氧)基硅烷、正十四烷基三甲氧(乙氧)基硅烷、正十六烷基三甲氧(乙氧)基硅烷和正十八烷基三甲氧(乙氧)基硅烷中的至少一种。

所述的氟烷基硅氧烷为十三氟辛基三甲氧(乙氧)基硅烷、十五氟壬基三甲氧(乙氧)基硅烷、十七氟癸基三甲氧(乙氧)基硅烷和全氟辛磺酰氨丙基三甲氧(乙氧)基硅烷中的至少一种。

所述的复合乳化剂由十二烷基磺酸钠、Span-20、Tween-80、Gransurf 61、Gransurf 71和Gransurf 77中的至少两种复配得到，优选为两种复配。

所用复合乳化剂中的两种乳化剂的质量比优选为1:3～3:1，更优选为1:1。复合乳化剂的使用能提高膏体的稳定性。