專利名稱:拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于特殊防護(hù)涂層材料，具體涉及一種拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏及其制備方法。
背景技術(shù)：
全球建筑業(yè)耗費(fèi)世界總資源的40%，美國基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值占其社會(huì)總財(cái)富的70%， 我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有更大比例，從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，這一趨勢(shì)還會(huì)保持很長時(shí)間。國內(nèi)外大量破壞實(shí)例表明混凝土結(jié)構(gòu)不是由于設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠被破壞，而是由于混凝土耐久性不足而過早被破壞，已造成數(shù)目驚人的維修和重建資金和資源浪費(fèi)。當(dāng)前全社會(huì)都在倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)，力求節(jié)省能源、資源、財(cái)力、人力和保護(hù)環(huán)境，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，而提高基建工程壽命是最大的節(jié)約。因此，混凝土結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的出路就是應(yīng)用現(xiàn)代混凝土養(yǎng)護(hù)的科學(xué)技術(shù)提高混凝土結(jié)構(gòu)和使用壽命，盡量減少造成修補(bǔ)或拆除的浪費(fèi)。
混凝土結(jié)構(gòu)常用的附加防腐蝕措施有混凝土表面涂層、混凝土表面硅烷浸漬、環(huán)氧涂層鋼筋、鋼筋阻銹劑和陰極保護(hù)。混凝土表面硅烷膏體浸漬方法與上述其它方法相比， 具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全耐久、質(zhì)量可靠、施工方便，防水透氣、不改變混凝土結(jié)構(gòu)外觀的優(yōu)勢(shì)。
公開號(hào)為CN101560221的專利文獻(xiàn)中介紹了一種混凝土表面滲透硅烷低聚物及其制備方法，先將一部分乙烯基硅烷和少量引發(fā)劑投入反應(yīng)器，通氮?dú)馀懦諝?，攪?0. 5 4小時(shí)，再滴加剩余的乙烯基硅烷和少量引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度在40°C 140°C，在 0. 5 7小時(shí)內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)保溫3 15小時(shí)，最后加入反應(yīng)終止劑，待自然冷卻后用活性炭吸附殘留引發(fā)劑，過濾得硅烷低聚物。該制備方法工藝復(fù)雜，操作難度大，反應(yīng)時(shí)間長， 熱量消耗高，硅烷低聚物因分子量難以準(zhǔn)確控制而難以滲透到理想深度。
公開號(hào)為CN101367670的中國專利文獻(xiàn)介紹了一種高固含量硅烷膏狀物及其制備方法，先將乳化劑加入到硅氧烷單體中，邊加熱邊攪拌，加熱到50°C 100°C，分散均勻得油相，再將40°C 85°C的去離子水加入油相中分散乳化均勻，等反應(yīng)液冷卻到 50°C后，體系就由乳狀液變成白色膏狀物，即得硅烷膏狀物。該制備方法需要持續(xù)對(duì)物料加熱，能耗高，配方中的原料只有硅烷小分子，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面憎水性能不佳。
公開號(hào)為CN1727432的中國專利文獻(xiàn)介紹了一種膏狀有機(jī)硅防水劑的制備方法， 將去離子水、乳化劑、中和劑按一定混合，再加入低分子量的具有活性反應(yīng)端基的聚二甲基硅氧烷低聚物，分散處理制成預(yù)乳液，再加入催化劑，在0°c 40°C下經(jīng)過15 22小時(shí)聚合反應(yīng)，得到膏狀有機(jī)硅防水劑，產(chǎn)品粘度為106 4X106mm2/S。這種制備方法工藝復(fù)雜， 反應(yīng)時(shí)間長，經(jīng)過聚合反應(yīng)得到的是高分子材料，產(chǎn)品粘度大，在混凝土結(jié)構(gòu)表面的滲透能力和施工性能方面存在明顯不足。

發(fā)明內(nèi)容
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是將提供一種性能優(yōu)異、制備方法簡單的拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的配方中以小分子含氟硅烷偶聯(lián)劑、小分子長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑、硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑和去離子水有效搭配使用，物料不需要加熱，反應(yīng)溫度在1°C 40°C之間即可。制備方法簡單，在1500rpm 2500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將油相緩慢滴入水相即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下所述的拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏，包括如下組分含氟硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑、乳化劑、去離子水，各組分的質(zhì)量百分比含量為
去離子水5 50
含氟硅烷偶聯(lián)劑5 90
硅烷偶聯(lián)劑0 85
有機(jī)溶劑3 45
硅氧烷低聚物1 20
乳化劑1 6;
所述的硅烷偶聯(lián)劑選自碳鏈長度在1 16之間的長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物，長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)簡式為R1Si (OR2)3, 其中R1為碳鏈長度在1 16之間的烷基，R2為甲基、乙基；
所述的含氟硅烷偶聯(lián)劑選自三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物；
所述的硅氧烷低聚物選自聚甲基三乙氧基硅氧烷、聚甲基三甲氧基硅氧烷、甲基封端的聚二甲基硅氧烷、端羥基聚二甲基硅氧烷、甲基含氫硅油、甲基苯基含氫硅油中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物，硅氧烷低聚物的粘度在10 2000mm2/S，優(yōu)選 20 1000mm2/S。
所述的有機(jī)溶劑選自白油，碳鏈長度在6 16之間的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，石油醚、溶劑油中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物。
所述的乳化劑選自烷基酚聚氧乙烯醚OP系列、失水山梨醇脂肪酸酯SPAN系列、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA系列、平平加0系列、磺酸鹽型陰離子乳化劑、硫酸鹽型陰離子乳化劑中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物。
本發(fā)明所述的拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏的制備方法，步驟如下
(1)在1°C 40°C之間任意溫度，先將占總?cè)榛瘎┵|(zhì)量2% 80%的乳化劑和去離子水?dāng)嚢杈鶆虻玫剿啵?br>(2)在1°C 40°C之間任意溫度，將含氟硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、剩余的乳化劑、 硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑攪拌均勻得到油相，
(3)在1°C 40°C之間任意溫度，邊攪拌邊將油相滴入水相，油相滴加完畢后再高速攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏。
上述步驟(1)、⑵、(3)中所述的攪拌速度在1500rpm 2000rpm轉(zhuǎn)速之間；上述步驟(3)中所述的高速攪拌的速度為2500rpm轉(zhuǎn)速。[0026]本發(fā)明產(chǎn)品拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏因?yàn)樵诠柰楦囿w配方基礎(chǔ)上添加了含氟硅烷偶聯(lián)劑，所以既能保持硅烷膏體產(chǎn)品的原有優(yōu)勢(shì)，還能提供拒油的特點(diǎn)，能明顯提高防護(hù)性能和壽命。本發(fā)明產(chǎn)品的防護(hù)原理不同于傳統(tǒng)的防腐涂料(如環(huán)氧涂層材料)和防水材料(如防水卷材、防水涂料、滲透結(jié)晶型防水材料)，施工時(shí)如同防護(hù)霜一樣噴涂在混凝土結(jié)構(gòu)表面，防護(hù)膏會(huì)慢慢地液化滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在水和堿性混凝土材料的催化作用下最終形成幾毫米厚的氟硅聚合物涂層，將原來親水的混凝土毛細(xì)孔壁變?yōu)樵饔驮魉拿?xì)孔壁，阻檔水分和水分所攜帶的氯化物等有害物質(zhì)滲入混凝土內(nèi)部，有效抑制混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋銹蝕、凍融破壞、堿-骨料反應(yīng)和碳化腐蝕的發(fā)生。本發(fā)明產(chǎn)品拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏與以有機(jī)硅低聚物和有機(jī)硅高分子材料為主的同類涂層材料相比，本發(fā)明產(chǎn)品在混凝土結(jié)構(gòu)表面的滲透性能明顯增強(qiáng)，同時(shí)也能提供優(yōu)異的憎油和憎水效果，防水透氣不改變?cè)型庥^，防護(hù)效果和壽命更長，產(chǎn)品制備過程常溫操作即可，更加安全、節(jié)能、 環(huán)保。
綜上所述，本發(fā)明產(chǎn)品含氟硅烷防護(hù)膏具有以下優(yōu)點(diǎn)耐熱性高、耐化學(xué)穩(wěn)定性高、極低的表面自由能、抗紫外線、優(yōu)異的耐侯性和耐摩擦性、拒油、拒水、透氣、不改變混凝土結(jié)構(gòu)的原有外觀，選用含氟硅烷防護(hù)膏作為混凝土結(jié)構(gòu)附加防腐蝕措施可以顯著提高耐久性和工程使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但這些實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
實(shí)施例1
在室溫25°C條件下，先將2克十二烷基硫酸鈉乳化劑加入90克去離子水中，在 1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將40克三氟丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、80克異丁基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、50克十二烷基三甲氧基硅烷、5克M0A-9、3克平平加0_5、15克甲基含氫硅油低聚物、10克二甲苯和5克石油醚混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例2
在室溫5°C條件下，先將4克十二烷苯磺酸鈉乳化劑加入80克去離子水中，在 1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將50克三氟丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、60克正辛基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、55克十六烷基三甲氧基硅烷、4克SPAN-80乳化劑、2克平平加0_3乳化劑、25克甲基含氫硅油、15克石油醚和5克二甲苯混合，在ISOOrpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在ISOOrpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm 下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例3
在室溫22°C條件下，先將3克十二烷基硫酸鈉乳化劑加入50克去離子水中，在 1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將80克異辛基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、20克三氟丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、30克三氟丙基甲基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、10克SPAN-60、7克M0A-15 乳化劑、15克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物、30克甲基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物、15克正辛烷和40克石油醚混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例4
在室溫15°C條件下，先將1克十二烷苯磺酸鈉乳化劑和3克0P-10乳化劑加入60 克去離子水中，在1600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將80克三氟丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、60克十二烷基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、40克正辛基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、4克SPAN-80、 2克M0A-15乳化劑、30克甲基苯基含氫硅油低聚物、10克正十六烷和10克石油醚混合，在 1600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1600rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例5
在室溫10°C條件下，先將4克0P-10乳化劑加入80克去離子水中，在1800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將90克三氟丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、60克異辛基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、30克十二烷基三甲氧基硅烷、4克SPAN-80乳化劑、2克M0A-4乳化劑、15克甲基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物、15克200#溶劑油混合，在ISOOrpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在ISOOrpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例6
在室溫5°C條件下，先將3克十二烷苯磺酸鈉乳化劑和2克0P-10乳化劑加入85 克去離子水中，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將30克三氟丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、30克三氟丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、45克正辛基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、60 克十六烷基三甲氧基硅烷、3克SPAN-80乳化劑、2克0P-10乳化劑、20克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物、10克正己烷和10克石油醚混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例7
在室溫2°C條件下，先將2克十二烷基硫酸鈉乳化劑加入90克去離子水中，在 1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將20克三氟丙基甲基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、20克三氟丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、60克異丁基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、70克十二烷基三甲氧基硅烷、6克SPAN-80乳化劑、2克0P-10乳化劑、15克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物、10克白油和5克石油醚混合，在1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例8
在室溫20°C條件下，先將2克十二烷基硫酸鈉乳化劑和2克0P-10乳化劑加入88 克去離子水中，在1600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將50克三氟丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、100克異丁基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、20克十二烷基三甲氧基硅烷、6克平平加0-20乳化劑、2克M0A-7乳化劑、15克端羥基聚二甲基硅氧烷低聚物、15克200#溶劑油混合，在1600rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1600rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例9
在室溫條件下，先將5克十二烷基硫酸鈉乳化劑加入50克去離子水中，在 1500rpm轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到水相；再將30克三氟丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、95克異丁基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、10克SPAN-80、5克0P-10乳化劑、30克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物、30克甲基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物、15克正辛烷和30克石油醚混合，在1500rpm 轉(zhuǎn)速下攪拌均勻得到油相；最后在1500rpm轉(zhuǎn)速下，邊攪拌邊將上述油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得本發(fā)明產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏，包括如下組分含氟硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑、乳化劑、去離子水，各組分的質(zhì)量百分比含量為去離子水 5 50 含氟硅烷偶聯(lián)劑5 90 硅烷偶聯(lián)劑0 85 有機(jī)溶劑3 45 硅氧烷低聚物1 20 乳化劑 1 6 ；所述的硅烷偶聯(lián)劑選自碳鏈長度在1 16之間的長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物，長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)簡式為R1Si (OR2)3，其中 R1為碳鏈長度在1 16之間的烷基，R2為甲基、乙基；所述的含氟硅烷偶聯(lián)劑選自三氟丙基甲基二乙氧基硅烷、三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物；所述的硅氧烷低聚物選自聚甲基三乙氧基硅氧烷、聚甲基三甲氧基硅氧烷、甲基封端的聚二甲基硅氧烷、端羥基聚二甲基硅氧烷、甲基含氫硅油、甲基苯基含氫硅油中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物，硅氧烷低聚物的粘度在10 2000mm2/S ；所述的有機(jī)溶劑選自白油，碳鏈長度在6 16之間的烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴，石油醚，溶劑油中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物；所述的乳化劑選自烷基酚聚氧乙烯醚OP系列、失水山梨醇脂肪酸酯SPAN系列、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA系列、平平加0系列、磺酸鹽型陰離子乳化劑、硫酸鹽型陰離子乳化劑中的任意一種或一種以上以任意比例混合的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏，其特征在于所述的硅氧烷低聚物的粘度優(yōu)選20 1000mm2/S。
3.權(quán)利要求
1 2中任一權(quán)利要求
所述的拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏的制備方法，步驟如下(1)在1°C 40°C之間任意溫度，先將占總?cè)榛瘎┵|(zhì)量2% 80%的乳化劑和去離子水?dāng)嚢杈鶆虻玫剿啵?2)在1°C 40°C之間任意溫度，將含氟硅烷偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、剩余的乳化劑、硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑攪拌均勻得到油相，(3)在1°C 40°C之間任意溫度，邊攪拌邊將油相滴入水相，油相滴加完畢后再高速攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止，即可制得拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的制備方法，其特征在于步驟(1)、(2),(3)中所述的攪拌速度在1500rpm 2000rpm轉(zhuǎn)速之間；步驟(3)中所述的高速攪拌的速度為2500rpm轉(zhuǎn)速。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種拒油拒水透氣型含氟硅烷防護(hù)膏及其制備方法，含氟硅烷防護(hù)膏以含氟硅烷偶聯(lián)劑、碳鏈長度在4～16之間的長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑、粘度在10～2000mm2/S之間的硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑、乳化劑和去離子水為原料；溫度在1℃～40℃，攪拌轉(zhuǎn)速在1500rpm～2000rpm制備，先將去離子水和2％～80％乳化劑攪拌均勻得到水相，再將含氟硅烷偶聯(lián)劑、長鏈烷基硅烷偶聯(lián)劑、剩余的乳化劑、硅氧烷低聚物、有機(jī)溶劑攪拌均勻得到油相，最后邊攪拌邊將油相滴入水相，油相滴加完畢后在2500rpm下持續(xù)攪拌，直到反應(yīng)器中物料變?yōu)檎吵砀囿w為止。本發(fā)明產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、能顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和壽命，適用于各種重要混凝土基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)。
文檔編號(hào)C04B41/49GKCN101734943 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910251417
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2009年12月17日
發(fā)明者岳立, 戴建才, 方劍慧, 施蘇萍, 李建中, 王一明 申請(qǐng)人:張家港市國泰華榮化工新材料有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (1),