CN102701788B - 建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑材料表面用的防水剂及其制备方法。建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂，其特征在于它由硅酸盐、烷氧基硅烷和水等原料混合加热制备而成，各原料所占重量份数为：硅酸盐：5-20份，烷氧基硅烷：5-10份，水：70-90份。本发明具有环境友好，工艺简单，防水性能优异的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑材料表面用的防水剂及其制备方法，特别涉及一种有机-无机杂化溶液型防水剂及其制备方法。
背景技术
我国用于建筑工程方面的投资逐年增多，目前在工程总造价中防水工程造价的比例高达15%左右，尽管投入如此大，但防水效果并不理想，新建工程当年渗漏率在10%左右。
现有防水剂主要有有机硅及无机硅酸盐两种防水剂。有机硅防水剂主要包括甲基硅酸盐水溶液、有机硅溶剂型防水剂、活性有机硅油乳液，它们的缺点是：乳液不稳定、含有大量的挥发性有机物、耐碱性较差。无机硅酸盐防水剂主要是硅酸钠类防水剂，在四矾助剂的作用下使用，操作简单堵漏迅速，但是其形成的防水膜脆性大，抗变形能力低，且毒性较大。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种环境友好，工艺简单，防水性能优异的建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂及其制备方法。
为解决本发明提出的技术问题，本发明所采用的技术方案为：建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂，其特征在于它由硅酸盐、烷氧基硅烷和水原料混合加热制备而成，各原料所占重量份数为：硅酸盐：5-20份，烷氧基硅烷：5-10份，水：70-90份。
按上述方案，所述的硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾中的一种，或两种的混合物，混合时为任意比。
按上述方案，所述的烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷中的一种或多种，多种混合时为任意比。
上述建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1）按各原料所占重量份数为：硅酸盐：5-20份，烷氧基硅烷：5-10份，水：70-90份，选取硅酸盐、烷氧基硅烷和水，备用；
2）将硅酸盐、烷氧基硅烷和水混合均匀后，加热至70-100℃反应1-8h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
本发明制备的杂化溶液型防水剂，能利用渗透的原理与混凝土中的游离碱产生反应，形成晶体，填满混凝土内所有的细小空隙，从而成为混凝土整体结构的一部分，从而起到密封、防水、增强的作用。
本发明的有益效果：(1)本发明的杂化溶液型防水剂以水为分散介质，不含有机溶剂，无有害物质释放，为环境友好型产品；(2) 本发明的杂化溶液型防水剂为无色透明溶液，在保证产品防水性的同时提高了产品的储存稳定性；(3) 本发明的杂化溶液型防水剂的制备方法简单，生产设备均为常规设备，并且生产过程中均无三废产生；(4) 本发明的杂化溶液型防水剂的使用施工简便，可采用喷涂或刷涂。(5) 本发明的杂化溶液型防水剂的渗透力强，能渗透到混凝土内部与其形成一体，具有长期防水寿命，防水性能优异。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
称取50g硅酸钠、50g甲基三甲氧基硅烷、900g水加入到反应瓶中，70℃条件下，搅拌反应8h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例2
称取200g硅酸钾、100g丙基三甲氧基硅烷、700g水加入到反应瓶中，100℃条件下，搅拌反应1h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例3
称取180g硅酸钠、80g苯基三甲氧基硅烷、740g水加入到反应瓶中，80℃条件下，搅拌反应2h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例4
称取160g硅酸钾、60g辛基三甲氧基硅烷、780g水加入到反应瓶中，90℃条件下，搅拌反应4h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例5
称取130g硅酸钾、50g癸基三甲氧基硅烷、820g水加入到反应瓶中，80℃条件下，搅拌反应4h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例6
称取100g硅酸钾、50g甲基三乙氧基硅烷、850g水加入到反应瓶中，90℃条件下，搅拌反应4h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例7
称取70g硅酸钠、50g苯基三乙氧基硅烷、880g水加入到反应瓶中，70℃条件下，搅拌反应4h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例8
称取60g硅酸钠、80g辛基三乙氧基硅烷、860g水加入到反应瓶中，90℃条件下，搅拌反应2h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例9
称取150g硅酸钠、80g四乙氧基硅烷、770g水加入到反应瓶中，90℃条件下，搅拌反应2h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
将实施例1-9得到的有机-无机杂化溶液型防水剂按北京市地标《界面渗透型防水涂料质量检验评定标准》DBJ01-54-2001测试本产品的固含量、抗压强度比、渗透深度、48h吸水量比、抗透水压力比、抗冻性、耐热性、耐酸碱性、拉伸强度、钢筋锈蚀等各项性能，结果见表1。
按照上述测定方法，采用市售的筑金防水剂DPS代替本实施例制备得到的有机-无机杂化溶液型防水剂进行处理，分别测定其各项性能进行对比。
表1产品性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 筑金DPS | |
| 固含量，% | 10.1 | 29.8 | 26.2 | 22.1 | 17.9 | 15.3 | 11.2 | 13.7 | 22.5 | 12.6 |
| 抗压强度比，% | 112 | 168 | 160 | 154 | 143 | 132 | 117 | 129 | 150 | 107 |
| 渗透深度，mm | 4.3 | 6.5 | 6.3 | 6.0 | 5.7 | 5.5 | 4.8 | 5.1 | 6.1 | 3.2 |
| 48h吸水量比，% | 39 | 20 | 23 | 27 | 29 | 33 | 38 | 35 | 25 | 53 |
| 抗透水压力比，% | 350 | 480 | 470 | 420 | 400 | 390 | 360 | 370 | 450 | 300 |
| 抗冻性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐热性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐碱性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐酸性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 钢筋锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 |
《界面渗透型防水涂料质量检验评定标准》性能要求见表2
表2
| 项目 | 标准 |
| 固含量，% | 企业标准±5% |
| 抗压强度比，% | ≥100 |
| 渗透深度，mm | ≥2.0 |
| 48h吸水量比，% | ≤65 |
| 抗透水压力比，% | ≥200 |
| 抗冻性 | -20℃~20℃，15次，表面无粉化、裂纹 |
| 耐热性 | 80℃，72h，表面无粉化、裂纹 |
| 耐碱性 | 饱和氢氧化钙浸泡168h，表面无粉化、裂纹 |
| 耐酸性 | 1%盐酸溶液浸泡168h，表面无粉化、裂纹 |
| 钢筋锈蚀 | 无锈蚀 |
由表1可见，与市售筑金DPS防水剂相比，本发明实施例所得的有机-无机杂化溶液型防水剂：抗冻性、耐热性、耐酸碱性都较好，也不会造成刚性锈蚀，说明本发明防水性能优异。任意固含量条件下，本发明的防水剂抗压强度、渗透深度、抗透水强度都比市售DPS大，且48h吸收量比更小。这说明本发明所得防水剂具有更好的渗透性能，能渗透到混凝土内部与其形成一体，具有更好的防水性能。
实施例10
称取25g硅酸钠、25g硅酸钾、25g甲基三甲氧基硅烷、25 g丙基三甲氧基硅烷、900g水加入到反应瓶中，70℃条件下，搅拌反应8h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例11
称取25g硅酸钠、175g硅酸钾、50g丙基三甲氧基硅烷、25g苯基三甲氧基硅烷、25g辛基三甲氧基硅烷、700g水加入到反应瓶中，100℃条件下，搅拌反应1h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例12
称取100g硅酸钠、80g硅酸钾、20g甲基三乙氧基硅烷、20g苯基三乙氧基硅烷、20g辛基三乙氧基硅烷、20g四乙氧基硅烷、740g水加入到反应瓶中，80℃条件下，搅拌反应2h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
实施例13
称取50g硅酸钠、50g三甲基乙氧基硅烷、900g水加入到反应瓶中，70℃条件下，搅拌反应8h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂（无色透明）。
将实施例10-13得到的有机-无机杂化溶液型防水剂按北京市地标《界面渗透型防水涂料质量检验评定标准》DBJ01-54-2001测试本产品的固含量、抗压强度比、渗透深度、48h吸水量比、抗透水压力比、抗冻性、耐热性、耐酸碱性、拉伸强度、钢筋锈蚀等各项性能，结果见表3。
按照上述测定方法，采用市售的筑金防水剂DPS代替本实施例制备得到的有机-无机杂化溶液型防水剂进行处理，分别测定其各项性能进行对比。
表3产品性能测试结果
| 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 筑金DPS | |
| 固含量，% | 10.1 | 29.8 | 26.2 | 10.1 | 12.6 |
| 抗压强度比，% | 112 | 168 | 160 | 112 | 107 |
| 渗透深度，mm | 4.3 | 6.5 | 6.3 | 4.3 | 3.2 |
| 48h吸水量比，% | 39 | 20 | 23 | 39 | 53 |
| 抗透水压力比，% | 350 | 480 | 470 | 350 | 300 |
| 抗冻性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐热性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐碱性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 耐酸性 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 | 表面无粉化 |
| 钢筋锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 | 无锈蚀 |
由表3可见，与市售筑金DPS防水剂相比，本发明实施例所得的有机-无机杂化溶液型防水剂：抗冻性、耐热性、耐酸碱性都较好，也不会造成刚性锈蚀，说明本发明防水性能优异。任意固含量条件下，本发明的防水剂抗压强度、渗透深度、抗透水强度都比市售DPS大，且48h吸收量比更小。这说明本发明所得防水剂具有更好的渗透性能，能渗透到混凝土内部与其形成一体，具有更好的防水性能。
本发明所列举的各原料，以及各原料的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明；以及各工艺参数（如温度、时间等）的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (1)
1.建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂，其特征在于它由如下步骤制得：
称取25g硅酸钠、175g硅酸钾、50g丙基三甲氧基硅烷、25g苯基三甲氧基硅烷、25g辛基三甲氧基硅烷、700g水加入到反应瓶中，100℃条件下，搅拌反应1h，冷却后，得到建筑材料表面用有机-无机杂化溶液型防水剂。
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