一種復(fù)合型防水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合型防水劑及其制備方法。以原料總質(zhì)量的質(zhì)量計(jì)，復(fù)合型防水劑各原料所占比例為：烷基三乙氧基硅烷60‐75%；去離子水15‐25%；硅烷偶聯(lián)劑1‐5%；硫酸鋁1‐3%；乳化劑1‐3%；聚乙烯醇2‐5%；pH調(diào)節(jié)劑0.5‐2%。制備時(shí)，先將乳化劑、聚乙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑和硫酸鋁攪拌溶解于50‐70℃的占配方去離子水質(zhì)量50‐70%的去離子水中，待全部溶解后加入烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍{(diào)節(jié)pH值在3‐6之間，最后加入剩余去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。應(yīng)用該方法制備的復(fù)合型防水劑能廣泛應(yīng)用于混凝土、磚塊、砂漿等。防水效果好，耐候性長(zhǎng)，環(huán)保無(wú)污染，且制備方法簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】一種復(fù)合型防水劑及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防水劑，特別是涉及一種復(fù)合型防水劑及其制備方法，具體涉及一種應(yīng)用于混凝土、磚塊和砂漿的防水劑，屬于防水劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土和建筑結(jié)構(gòu)易受周圍環(huán)境的物理、化學(xué)、生物作用而劣化，進(jìn)而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)使用壽命的縮短。其腐蝕原因主要有以下幾種:(1)受環(huán)境污染的影響，空氣中的302和酸雨引起的碳化，使鋼筋銹蝕不可避免；(2)堿骨料反應(yīng)引起的混凝土體積膨脹、開(kāi)裂甚至破壞；(3)氯鹽腐蝕是沿?；炷两Y(jié)構(gòu)和市政橋梁腐蝕破壞的最重要原因之一；(4)持續(xù)凍融使混凝土開(kāi)裂，甚至崩裂等。
[0003]混凝土表面涂層是目前廣泛使用的防水涂料。其主要是采用具有良好的耐堿性、附著力和耐蝕性的涂料，如浙青、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、丙烯酸、氯化橡膠和乙烯橡膠等，通過(guò)在混凝土表面涂刷一定厚度的連續(xù)性膜層，將表面空隙全部密封，保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)不受外界有害介質(zhì)的入侵。但是，作為密封材料只是做了表面處理，且只有良好的表面處理才能是涂層達(dá)到最佳效果。但目 前所使用的涂料，除了有機(jī)氟(氟碳)涂層外，其他材料的分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐紫外輻射照性都不是很好，幾乎很難超過(guò)15年。在惡劣的環(huán)境下，壽命更短。
[0004]有機(jī)硅防水劑是一種具有良好滲透性、耐久性、環(huán)保型的建筑防水、防腐劑，因此是建筑防水劑的發(fā)展方向。目前，采用烷基硅醇最為主要成分的防水劑已有報(bào)道，例如CN1173519C、CN1214353A、CN101580356A等。但這些產(chǎn)品全部都為單一種類的烷基三乙氧基硅烷防水劑，存在性能的不足。若使用短碳鏈烷基硅醇，產(chǎn)品的滲透型和耐候性雖好，但是由于所含甲基和亞甲基較少，防水效果較差；若使用長(zhǎng)碳鏈烷基三乙氧基硅烷，產(chǎn)品的防水性能雖好，但是滲透性和耐候性將受到極大的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種復(fù)合型防水劑，使用兩種或者兩種以上的不同碳鏈的烷基三乙氧基硅烷作為主要成分，不僅大大的提高了產(chǎn)品的防水性能，而且還保持了很好的滲透性和耐候性，產(chǎn)品的綜合性能得到大大提升。產(chǎn)品環(huán)保無(wú)需使用有機(jī)溶劑，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種復(fù)合型防水劑:以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，各原料所占比例為:烷基三乙氧基硅烷60 - 75% ;去離子水15 - 25% ;硅烷偶聯(lián)劑1- 5% ;硫酸鋁1- 3% ;乳化劑1- 3% ;聚乙烯醇2 - 5% ；pH調(diào)節(jié)劑0.5 - 2% ；
[0008]所述的烷基三乙氧基硅烷為丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、葵基三乙氧基硅烷和十四烷基二乙氧基硅烷中的任意兩種或者兩種以上；
[0009]所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷(KH- 550)、Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和Y _(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的一種或者多種；
[0010]所述的乳化劑為十二烷基磺酸鈉；
[0011]所述聚乙烯醇為聚合度η為1700 - 2500的聚乙烯醇；
[0012]制備時(shí)，先將乳化劑、聚乙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑和硫酸鋁攪拌溶解于50 - 70°C的占配方去離子水質(zhì)量50 -70%的去離子水中，待全部溶解后加入烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)體系的pH值為3 -6，最后加入剩余的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。
[0013]優(yōu)選地，所述pH調(diào)節(jié)劑為磷酸或者硼酸。所述聚乙烯醇為PVA20 - 99或PVA124。以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，所述烷基三乙氧基硅烷的用量為65 - 70%。
[0014]所述復(fù)合型防水劑的制備方法:先將乳化劑、聚乙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑和硫酸鋁攪拌溶解于50 - 70°C的占配方去離子水質(zhì)量50 - 70%的去離子水中，待全部溶解后加入烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍尤隤H調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)體系的pH值為3 - 6，最后加入剩余的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。
[0015]本發(fā)明中，使用的烷基三乙氧基硅烷為丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、葵基二乙氧基硅烷和十四烷基二乙氧基硅烷中的兩種或者兩種以上，長(zhǎng)碳鏈的烷基二乙氧基硅烷和短碳鏈的烷基三乙氧基硅烷共同使用，形成一種復(fù)合體系，既保證了產(chǎn)品具有很好的防水性能，又使產(chǎn)品具有極佳的滲透性和耐候性。
[0016]本發(fā)明中，所應(yīng)用乳化劑為十二烷基磺酸鈉，屬陰離子表面活性劑，具有優(yōu)異的滲透、潤(rùn)濕、去污和乳化作用。
[0017]本發(fā)明中，使用 硫酸鋁作為無(wú)機(jī)防水材料，摻入水泥砂漿或混凝土中，即可與水泥水化過(guò)程中生成的硅酸三鈣、水化鋁酸三鈣、鐵酸三鈣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶于水的微小膠體粒子和具有一定膨脹性能的復(fù)鹽，填充在混凝土的毛細(xì)孔隙中，消除孔隙，由內(nèi)到外形成保護(hù)層，防止水分滲入；同時(shí)其為小分子鹽，可作為長(zhǎng)碳鏈烷基三乙氧基硅烷的滲透助齊Li，能有效提聞廣品的滲透性能。
[0018]本發(fā)明中，pH調(diào)節(jié)劑選擇弱酸，如磷酸或者硼酸，與混凝土的相容性好，能有效加強(qiáng)混凝土的性能且無(wú)破壞作用。
[0019]本發(fā)明中，聚乙烯醇(PVA)優(yōu)選聚合度n=1700 -2500的片狀PVA，廣泛應(yīng)用于建筑砂漿添加劑等，具有潤(rùn)濕作用，同時(shí)有利于提高復(fù)合型防水劑的穩(wěn)定性。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0021]發(fā)明了復(fù)合型防水劑，長(zhǎng)碳鏈的長(zhǎng)碳鏈的烷基三乙氧基硅烷和短碳鏈的烷基三乙氧基硅烷共同使用，形成一種復(fù)合體系，既保證了產(chǎn)品具有很好的防水性能，又使產(chǎn)品具有極佳的滲透性和耐候性；產(chǎn)品呈乳膏狀，提高了產(chǎn)品的施工性能，節(jié)省勞動(dòng)成本；有效成分高，有效的減少了混凝土施工養(yǎng)護(hù)次數(shù)；水乳體系，無(wú)毒不揮發(fā)，無(wú)污染不燃。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。
[0023]實(shí)施例1[0024]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量1%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、3%的聚乙烯醇(PVA20 - 99)、3%的KH - 550和2%的硫酸鋁攪拌溶解于50°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入30%的丁基三乙氧基硅烷、36%的辛基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍尤肓姿嵴{(diào)節(jié)體系的pH=3，最后加入15%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0025]實(shí)施例2
[0026]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量2%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA20 - 99)、1%的KH - 550、1%的KH - 560和2%的硫酸鋁攪拌溶解于60°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入35%的丁基三乙氧基硅烷、30%的葵基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=4，最后加入15%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0027]實(shí)施例3
[0028]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、2%的聚乙烯醇(PVA20 - 99)、1%的KH - 550、1%的KH - 560、1%的KH - 570和3%的硫酸鋁攪拌溶解于70°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入35%的丁基三乙氧基硅烷、35%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入硼酸調(diào)節(jié)體系的pH=5，最后加入9%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0029]實(shí)施例4
[0030]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量2%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、3%的聚乙烯醇(PVA20 - 99)、1%的KH - 550和2%的硫酸鋁攪拌溶解于60°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入35%的辛基三乙氧基硅烷`、40%的葵基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=6，最后加入7%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0031]實(shí)施例5
[0032]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、5%的聚乙烯醇(PVA20 - 99)、2%的KH - 550和3%的硫酸鋁攪拌溶解于60°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入30%的辛基三乙氧基硅烷、40%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入硼酸調(diào)節(jié)體系的PH=3.5，最后加入7%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0033]實(shí)施例6
[0034]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、3%的聚乙烯醇(PVA20 -99)、2%的KH -550、1%的KH -570和3%的硫酸鋁攪拌溶解于65°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入35%的葵基三乙氧基硅烷、35%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=4.5，最后加入8%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0035]實(shí)施例7
[0036]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA124)、1%的KH - 560、1%的KH - 570和3%的硫酸鋁攪拌溶解于70°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入25%的辛基三乙氧基硅烷、25%的葵基三乙氧基硅烷、23%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍尤肓姿嵴{(diào)節(jié)體系的pH=3，最后加入5%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0037]實(shí)施例8
[0038]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA124)、1%的KH -560、1%的KH-570和1%的硫酸鋁攪拌溶解于65°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入20%的丁基三乙氧基硅烷、25%的辛基三乙氧基硅烷、30%的葵烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=3.5，最后加入5%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0039]實(shí)施例9
[0040]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA124)、1%的KH - 550,2%的KH - 570和2%的硫酸鋁攪拌溶解于70°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入20%的丁基三乙氧基硅烷、25%的辛基三乙氧基硅烷、25%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=4，最后加入8%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0041]實(shí)施例10
[0042]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA124)、2%的KH-550和3%的硫酸鋁攪拌溶解于55°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入24%的丁基三乙氧基硅烷、24%的葵基三乙氧基硅烷、25%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的PH=4.5，最后加入5%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。
[0043]實(shí)施例11
[0044]以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，取占原料總質(zhì)量3%的乳化劑十二烷基磺酸鈉、4%的聚乙烯醇(PVA124)、2%的KH-570和2%的硫酸鋁攪拌溶解于70°C的10%的去離子水中，待全部溶解后加入16%的丁基三乙氧基硅烷、20%的辛基三乙氧基硅烷、20%的葵基三乙氧基硅烷、16%的十四烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入磷酸調(diào)節(jié)體系的pH=3，最后加入7%的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。所得產(chǎn)品呈乳膏狀。
[0045]通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)試本發(fā)明的復(fù)合型防水劑的性能，分別通過(guò)滲透深度、接觸角及吸水率來(lái)表征。
[0046]試驗(yàn)實(shí)施例1接觸角測(cè)試
[0047]接觸角測(cè)試:德國(guó)Dataphysics公司0CA20視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量其與水的接觸角；接觸角測(cè)試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行:經(jīng)過(guò)實(shí)施例1 -實(shí)施例11制得的復(fù)合型防水劑養(yǎng)護(hù)后的混凝土塊及未經(jīng)養(yǎng)護(hù)的混凝土塊通過(guò)德國(guó)Dataphysics公司推出的0CA20視頻光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量其與水的接觸角。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表I。
[0048]試驗(yàn)實(shí)施例2滲透深度測(cè)試
[0049]滲透深度測(cè)試:根據(jù)JTJ275 - 2000測(cè)試；
[0050]滲透深度測(cè)試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行:將實(shí)施例1 -實(shí)施例11制得的樣品依據(jù)JTJ275 - 2000測(cè)試滲透深度。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
[0051]試驗(yàn)實(shí)施例3吸水率測(cè)試
[0052]吸水率測(cè)試:根據(jù)JTJ275 - 2000測(cè)試；[0053]吸水率測(cè)試實(shí)施方案按以下方法進(jìn)行:經(jīng)過(guò)實(shí)施例1 -實(shí)施例11制得的復(fù)合型防
水劑養(yǎng)護(hù)后的混凝土塊及未經(jīng)養(yǎng)護(hù)的混凝土塊根據(jù)JTJ275 - 2000進(jìn)行測(cè)試。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。
[0054]表I
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型防水劑，其特征在于:以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，各原料所占比例為:烷基三乙氧基硅烷60 - 75% ;去離子水15 - 25% ;硅烷偶聯(lián)劑1- 5% ;硫酸鋁1- 3% ;乳化劑1- 3% ;聚乙烯醇2 - 5% ；pH調(diào)節(jié)劑0.5 - 2% ； 所述的烷基三乙氧基硅烷為丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、葵基三乙氧基硅燒和十四烷基二乙氧基硅烷中的任意兩種或者兩種以上； 所述的硅烷偶聯(lián)劑為Y -氨丙基三乙氧基硅烷、Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或者多種； 所述的乳化劑為十二烷基磺酸鈉； 所述聚乙烯醇為聚合度η為1700 - 2500的聚乙烯醇； 制備時(shí)，先將乳化劑、聚乙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑和硫酸鋁攪拌溶解于50 - 70°C的占配方去離子水質(zhì)量50 - 70%的去離子水中，待全部溶解后加入烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆颍尤雙H調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)體系的pH值為3 - 6，最后加入剩余的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種復(fù)合型防水劑，其特征在于:所述pH調(diào)節(jié)劑為磷酸或者硼酸。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種復(fù)合型防水劑，其特征在于:所述聚乙烯醇為PVA20- 99或PVAI24ο
4.根據(jù)權(quán)利I所述的一種復(fù)合型防水劑，其特征在于:以原料總質(zhì)量的百分比計(jì)，所述烷基三乙氧基硅烷的用量為65 - 70%。
5.權(quán)利要求1- 4任一項(xiàng)所述復(fù)合型防水劑的制備方法，其特征在于:先將乳化劑、聚乙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑和硫酸鋁攪拌溶解于50 - 70°C的占配方去離子水質(zhì)量50 - 70%的去離子水中，待全部溶解后加入烷基三乙氧基硅烷，充分?jǐn)嚢柚辆鶆?，加入PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)體系的pH值為3 - 6,最后加入剩余的去離子水?dāng)嚢柚练€(wěn)定乳液即可。
【文檔編號(hào)】C04B103/65GK103449750SQ201310368383
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】涂偉萍, 吳忠喜, 王 鋒 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)