專利名稱：一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液及其制備方法。
技術(shù)背景習(xí)慣應(yīng)用傳統(tǒng)防水涂料的中國(guó)建筑業(yè)越來越多的受到防水性能的挑戰(zhàn)、以及環(huán)境和運(yùn)輸 部門的限制。常規(guī)的防水材料分為以下幾類(Joumal of Chongqing Jiaotong University, 2006， 25(B06)， 73-76):改性石油瀝青類高分子巻材類；聚氨酯或丙烯酸類膜材類有機(jī)氟和有機(jī) 硅酮類以及聚氨酯、丙烯酸樹脂乳液、氯丁膠、丁苯膠、丁氰膠乳液等。聚氨酯或丙烯酸類 膜材類因環(huán)境污染大，受到限制使用改性石油瀝青類因污染嚴(yán)重，耐侯性差，所占市場(chǎng)份 額越來越少高分子巻材類對(duì)防水基質(zhì)的外形要求高，因此施工效率很低；有機(jī)氟類化合物 防水性很好，但價(jià)格昂貴。氯丁膠、丁苯膠、丁氰膠乳液通常在基質(zhì)表面形成一層疏水膜， 但滲透性差，影響了涂層的持久防水性能。近年來，中國(guó)建筑防水事業(yè)發(fā)展迅速，到2006年，中高檔新型防水材料已占全國(guó)應(yīng)用總 量的44%，而且應(yīng)用范圍已由建筑不斷擴(kuò)展到橋梁、公路、水利、隧道、鐵路、機(jī)場(chǎng)、地鐵、 糧庫(kù)、污水處理、垃圾堆填等基礎(chǔ)設(shè)施的防水工程。有機(jī)硅防水乳液價(jià)格適中，具有超強(qiáng)滲 透功能、優(yōu)異的耐侯性能和防水性能，環(huán)境友好等突出的優(yōu)點(diǎn)是一般涂料無法比擬的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的弊端，提供一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液及其制 備方法。其特點(diǎn)是將改性的硅(氧)垸與硅烷偶聯(lián)劑通過乳化劑的作用，在水中乳化，制得奶
白色微乳水基建筑防水材料，所制備的防水乳液平均粒徑小于100nm，有效成分為10%-S0%， pH小于7，可與水任意比例稀釋，常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定期2年，具有滲透力強(qiáng)和防水性能持久的優(yōu) 點(diǎn)?？刹扇∫韵录夹g(shù)方案實(shí)現(xiàn)目的，其中所述的原料份數(shù)除特別說明外，均為重量份數(shù)。在催化劑0.1-10份作用下，將含活性基團(tuán)的硅(氧)烷1-100份，用含疏水基的磺酰氯1-40 份改性。把改性的硅(氧)烷，硅垸偶聯(lián)劑4-100份和乳化劑1-20份在水中乳化，制得奶白色 微乳水基建筑防水材料。其中含活性基團(tuán)的硅(氧)烷為含有羥基或氨基的硅(氧)烷，分子量為200-800Da,至少含 有一個(gè)硅原子，至少含有一個(gè)碳鏈長(zhǎng)度為1-6的垸氧取代基。疏水基的磺酰氯為碳鏈長(zhǎng)度為l-24的直鏈或支鏈磺酰氯。催化劑為三乙胺或吡啶或N，N-二甲基芐胺。硅垸偶聯(lián)劑為長(zhǎng)鏈垸基三甲氧基硅烷、十八垸基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅垸、乙 烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅垸或四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷中的一種。乳化劑為離子的、非離子的或兩性乳化劑，非離子乳化劑為首選，最好是脂肪醇聚氧乙 烯醚，HLB值為2-20。水為自來水、蒸餾水或去離子水。所制得建筑表面用有機(jī)硅防水乳液按一定比例用水稀釋噴灑或涂抹到干凈的建筑表面。 所制得建筑表面用有機(jī)硅防水乳液與以往技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于 所制備的建筑表面用有機(jī)硅防水乳液平均粒徑小于lOOnm，具有滲透力強(qiáng)和防水性能持久的優(yōu)點(diǎn)。 、制備和使用過程中均無"三廢"產(chǎn)生和排放問題，對(duì)環(huán)境友好，是精細(xì)化工持續(xù)發(fā)展的新方向。所制得建筑表面用有機(jī)硅防水乳液不同于普通的防水涂料，它具有優(yōu)良的滲透性能。有
機(jī)硅防水乳液含有高純度的硅(氧)垸。這種硅(氧)垸為小分子結(jié)構(gòu)，施用后會(huì)與空氣及暴露在 酸性或堿性環(huán)境中的建筑物基底中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成羥基團(tuán)。這些羥基團(tuán)與建筑物 基底結(jié)合，形成斥水處理層。由于堿性環(huán)境(如澆制不久的混凝土)會(huì)刺激該反應(yīng)并加速斥 水表面的形成，因此該類防水材料尤其適用于混凝土的表面防水處理。所制得建筑表面用有機(jī)硅防水乳液尤其適用于沿海地區(qū)的橋梁、碼頭，以及停車場(chǎng)和馬 路的路面。使用有機(jī)硅防水材料，施工簡(jiǎn)單易行并且見效快，可直接噴涂在建筑物基層表面， 1 1.5小時(shí)防水處理即可完成。而且，這種產(chǎn)品具有強(qiáng)大的抗紫外線性能和更持久的密封性 能，使所保護(hù)的建筑的屋頂和墻壁持久耐用而不需要太多的維護(hù)。值得一提的是，在我國(guó)北方的冬季，混凝土公路經(jīng)常通過撒鹽來融化冰雪，受氯離子浸 襲的路面很容易開裂。這些地區(qū)的公路上，如果使用有機(jī)硅防水乳液(濃度較低即可)作防 水處理，就可以很好地解決這一問題，大大延長(zhǎng)公路的使用壽命。目前中國(guó)的建筑物大多使用的甲基硅酸鹽類防水劑產(chǎn)品適用于磚石類的防水，但不適用 于混凝土等堿性基材表面(Zhejiang Chemical Industry, 2004， 35(2)， 23-24)。與各種防水涂料 相比，硅(氧)烷類防水乳液具有建筑物表面處理簡(jiǎn)單(無積水、灰塵、油污等即可〕、滲透力 強(qiáng)、抗氧化、防紫外線、表面不易磨損等突出優(yōu)勢(shì)。硅(氧)垸類防水乳液的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，施用后仍然保持建筑物的本色，這一點(diǎn)使它更具 使用價(jià)值。尤其對(duì)于古代建筑(包括廟宇、城墻及露天的走廊等)防水維護(hù)更具優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施方式
對(duì)建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法以典型實(shí)例作進(jìn)一步說明。 建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，工藝步驟是實(shí)施例1、將含羥基的硅氧烷20g，用含碳鏈長(zhǎng)度為4的對(duì)烷基磺酰氯10g份，三乙胺 lg,加入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的三孔瓶中，升溫至60'C,反應(yīng)10個(gè)小時(shí)，降 至室溫，加入40g水，攪拌1小時(shí)，靜置1小時(shí)，分去水層，獲得改性的硅氧烷。將改性的 硅氧烷20g，硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷20g和乳化劑聚氧乙烯(23)十二醇2g在60g 水中攪拌2小時(shí)，然后，在超聲乳化器中進(jìn)行乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料。實(shí)施例2、將含羥基的硅氧垸20g,用含碳鏈長(zhǎng)度為8的對(duì)烷基磺酰氯10g份，吡啶1.4g， 加入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的三孔瓶中，升溫至56'C，反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，降至室溫， 加入40g水，攪拌1小時(shí)，靜置1小時(shí)，分去水層，獲得改性的硅氧烷。將改性的硅氧烷20g, 硅垸偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅烷20g和乳化劑辛醇聚氧乙烯(4)醚1.4g在60g水中攪拌2小時(shí)， 然后，在超聲乳化器中進(jìn)行乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料。實(shí)施例3、將含羥基的硅氧垸36g,用含碳鏈長(zhǎng)度為10的對(duì)烷基磺酰氯15g份，吡啶lg， 加入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的三孔瓶中，升溫至6(TC，反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，降至室溫， 加入40g水，攪拌1小時(shí)，靜置1小時(shí)，分去水層，獲得改性的硅氧垸。將改性的硅氧烷36g， 硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅垸4g和乳化劑辛醇聚氧乙烯(4)醚lg在60g水中攪拌2小時(shí)， 然后，在超聲乳化器中進(jìn)行乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料。實(shí)施例4、將含羥基的硅烷4g,用含碳鏈長(zhǎng)度為6的對(duì)烷基磺酰氯8g份，吡啶0.7g，加 入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的三孔瓶中，升溫至6(TC,反應(yīng)8個(gè)小時(shí)，降至室溫， 加入40g水，攪拌1小時(shí)，靜置1小時(shí)，分去水層，獲得改性的硅氧烷。將改性的硅氧烷4g， 硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三甲氧基硅垸36g和乳化劑辛醇聚氧乙烯(4)醚lg在60g水中攪拌2小時(shí)， 然后，在超聲乳化器中進(jìn)行乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料。
權(quán)利要求
1、一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于將改性的硅(氧)烷與硅烷偶聯(lián)劑通過乳化劑的作用，在水中乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料，所制備的防水乳液平均粒徑小于100nm，有效成分為10％-80％，pH小于7，可與水任意比例稀釋，常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定期2年，具有滲透力強(qiáng)和防水性能持久的優(yōu)點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于含活 性基團(tuán)的硅(氧)垸為含有羥基或氨基的硅(氧)烷，分子量為200-800Da,至少含有一個(gè)硅原子， 至少含有一個(gè)碳鏈長(zhǎng)度為1-6的烷氧取代基。。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于疏水 基的磺酰氯為碳鏈長(zhǎng)度為1-24的直鏈或支鏈磺酰氯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于催化 劑為三乙胺或吡啶或N，N-二甲基芐胺。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于硅烷 偶聯(lián)劑為長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷、十八垸基三甲氧基硅垸、辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙 氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷中的一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于乳化 劑為離子的、非離子的或兩性乳化劑，非離子乳化劑為首選，最好是脂肪醇聚氧乙烯醚，HLB 值為2-20。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液的制備方法，其特征在于水為 自來水、蒸餾水或去離子水。
8、 如權(quán)利要求1所述的一種建筑表面用有機(jī)硅防水乳液，其特征在丁使用方法為按一定 比例用水稀釋噴灑或涂抹到干凈的建筑表面。
全文摘要
一種建筑用有機(jī)硅防水乳液及其制備方法。其特點(diǎn)是在催化劑0.1-10份作用下，將含活性基團(tuán)的硅(氧)烷1-100份，用含疏水基的磺酰氯1-40份改性。把改性的硅(氧)烷，硅烷偶聯(lián)劑4-100份和乳化劑在水中乳化，制得奶白色微乳水基建筑防水材料，平均粒徑小于1nm，有效成分為10％-80％，可與水任意比例稀釋，常溫儲(chǔ)存穩(wěn)定期2年。本發(fā)明的有機(jī)硅防水乳液適用于礦物質(zhì)基底，如需要防水的磚塊、石頭、混凝土和砂漿?？捎脟娡炕蛩⑼渴┕し椒▽?duì)建筑內(nèi)、外墻進(jìn)行防水施工，對(duì)屋頂、地下、地下室等處進(jìn)行防水施工。該乳液具有成本低、無污染、使用壽命長(zhǎng)、防水效果好、不改變基質(zhì)顏色的優(yōu)點(diǎn)?？山档退治眨瑴p少由于凍融和風(fēng)化產(chǎn)生的剝落，從而延長(zhǎng)基底的壽命。該防水材料成本低廉、綠色、環(huán)境友好，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09D183/00GK101157824SQ20071018790
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者于化平, 君 寧, 李曉輝, 梅向東, 王慶華 申請(qǐng)人:寧 君;于化平