[发明专利]一种水溶性混凝土硅烷乳液防水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土硅烷乳液型防水剂的制备方法。

背景技术

混凝土是当今应用最广的建筑材料，但是很多混凝土由于腐蚀而导致失效，在腐蚀过程中水起着很重要的作用，特别是沿海地区的混凝土材料，水份侵入混凝土结构内部，使其因受到腐蚀而导致失效。

传统的成模型混凝土表面防护涂料通过覆盖在混凝土表面堵塞混凝土孔隙，达到阻止外界水分入侵的目的，其缺点是内部水分排出时，会破坏表面涂层，导致涂层失效，并且不能保证混凝土材料本身具有的透气性。

硅烷是一种高渗透型防水材料，可以喷涂在混凝土表面，可提高混凝土的防水、防污、防尘、防腐蚀、抗风化和耐久性能。因为硅烷具有很低的表面张力，所以它的扩展能力很强，涂在多孔的混凝土基材表面上时，硅烷可以渗透到微孔的壁上形成薄膜，将疏水基团漏在材料表面，达到防水的目的，并且硅烷具有的网状交联结构，使浸渍后仍不破坏混凝土表面的透气性，内部的水气可以向外扩散。其防护机理是，将硅烷涂在混凝土表面，受混凝土微孔的毛细吸收作用，很容易渗入到毛细孔隙中。渗透到毛细空隙中的硅烷，在潮气和水的作用下水解成硅醇，与硅酸盐中的羟基发生缩合反应，在混凝土表面毛细孔内壁形成一层均匀致密的斥水性网状硅氧烷憎水膜层，阻止外部水分和有害物质的进入，呈斥水效果。

硅烷防水材料分为乳液和膏体两类，膏体由于固含量较高，稠度较大，所以容易制备并且储存时间较长，但其应用范围较小；而乳液流变性好，应用范围较大，可是硅烷乳液的稳定性一直是一个难题。水性建筑涂料中，因避免了采用各种溶剂来稀释有机硅化合物，从而避免了溶剂的毒性、挥发性及易燃性等方面的使用限制条件，使潮湿表面的涂装变得容易。但是硅烷乳液制备仍存在许多困难，比如烷氧基硅烷有强烈的加水分解性，同时分解后易引起缩合反应，在水中稳定存在非常困难，因此虽然烷基烷氧基硅烷的水溶性和水分散体是理想的，制备对水稳定又能起防水作用的有机硅化合物仍然是个难题，在防水有机硅化合物的制备及储存中，乳液的pH值、共聚单体的选择、添加剂、乳化剂和乳化方法对乳液的稳定十分重要。

发明内容

本发明是要解决硅烷乳液制备困难且稳定性差的技术问题，从而提供了一种水溶性混凝土硅烷乳液防水剂的制备方法。

本发明的一种水溶性混凝土硅烷乳液防水剂的制备方法是按以下步骤进行的：

一、聚合物基料的制备：向蒸馏水中加入复合乳化剂，开启磁力搅拌器400～600rpm，同时加热至60～80℃，至复合乳化剂完全溶解在水中，呈透明溶液，再将温度调至90℃，加入氨基硅油，再加入5滴三乙胺作为催化剂，然后将体系温度控制在60～80℃，利用蠕动泵以每一秒一滴的速度加入反应单体正辛基三乙氧基硅烷并进行回流，再加入丙烯酸合成树脂乳液，反应6～8h，冷却，得到白色乳液；其中，所述的蒸馏水与复合乳化剂的质量比为5～10:1；所述的复合乳化剂由18胺聚氧乙烯醚、异13醇聚氧乙烯醚和十二烷基磺酸钠按质量比为1:1:2～3组成；所述的氨基硅油与复合乳化剂的质量比为0.5～5:1；所述的正辛基三乙氧基硅烷与复合乳化剂的质量比为10～25:1；所述的丙烯酸与复合乳化剂的质量比为0.5～5:1；

二、向步骤一得到的白色乳液中加入磷酸，将体系的pH值调至6～10，放入高速乳化机中乳化0.5～2小时，转速为2000～4000rpm，再向体系中加入稳定剂聚乙二醇6000，杀菌剂，再继续用高速乳化机在转速为2500～3000rpm下乳化0.5～1小时，即得水溶性混凝土硅烷乳液防水剂；其中，所述的聚乙二醇6000与步骤一中的复合乳化剂的质量比为1:1～3；所述的杀菌剂与步骤一中的复合乳化剂的质量比为1:1～3。

本发明包括以下有益效果：

1、本发明工艺过程安全简便，无需昂贵设备，且操作流程简单。

2、产品以水作溶剂，对人无害，对环境无污染。

3、产品具备一定的疏水效果，且能长时间稳定存在。

4、产品克服了液体硅烷和其他乳液硅烷稳定性差，容易分层的问题。

5、产品相比于传统的混凝土涂料可以保持材料本身气孔结构的透气性，是真正具有“呼吸性”防水涂层材料。

6、产品在防水性能和渗透性能上优于液体硅烷单体和传统防水涂料。

7、经济上更加合理，性价比高。

8、产品相比于膏体硅烷产品，流动性优良，实际施工更加方便，并且引入少量氨基硅油共聚后，防水效果也有所提升。

附图说明

图1为试验一制备的水溶性混凝土硅烷乳液防水剂的红外光谱图；