CN103803833A

CN103803833A - 一种水性渗透结晶型防水剂及其制备使用方法

Info

Publication number: CN103803833A
Application number: CN201210514411.3A
Authority: CN
Inventors: 但建明; 杜志坚; 李洪玲; 乔秀文; 李刚; 姜丽娜; 庄峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-21

Abstract

一种水性渗透结晶型防水剂及其制备使用方法，属于建筑材料领域。本发明采用可溶性铵类物质，如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵和磷酸氢二铵，以及纳米二氧化硅为主要原料制备水性渗透结晶型防水剂。主要组成为：水，渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅，还包括单独或是复合的可溶性铵盐。各组分的质量百分比为：渗透剂0.1-0.5％，消泡剂0.1-0.5％，纳米二氧化硅0.1-5％，碳酸铵0-50％，或碳酸氢铵0-19％，或草酸铵0-6％，或磷酸铵0-21％，或磷酸氢二铵0-38％，其余为水。可刷涂或喷涂使用。该渗透结晶型防水剂具有活性组分浓度高、表面张力低、渗透力强、防水效果显著，且无可溶性盐和氢氧化钠生成。

Description

一种水性渗透结晶型防水剂及其制备使用方法

发明名称

一种水性渗透结晶型防水剂及其制备使用方法

1技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水性渗透结晶性防水剂配方及其制备方法。

2背景技术

水泥基材料是当今世界使用范围最广、用量最大的建筑材料。由于材料自身和施工技术方面的特点决定了水泥基材料是一种非均匀的多孔材料，其孔隙率最大可以达到自身体积50％左右。特别是其中的大孔和毛细孔对水泥基材料的结构和各项性能影响最大。多孔的水泥基建筑物长期暴露在自然环境中，易受空气、水、酸雾的侵袭。其中水对水泥基材料的浸蚀特别是通过孔隙向材料内渗透会引起内部钢筋的锈蚀，加快水泥基材料碳化；建筑物吸水易产生壁面受潮，霜冻危害，风化，积灰，生长苔藓、霉、地衣等。建筑物还受水中化学物质的腐蚀，造成耐久性差等损害，从而增加了建筑物的维修工作量，也缩短了建筑物的使用寿命。因此，对建筑物采取有效的防水保护，是确保建筑物长久使用的有效途径。

性能良好的水泥基材料的防水保护不仅可以保护材料的外层，其良好的耐酸碱、耐腐蚀性，能防护内部钢筋锈蚀，从而延长结构寿命，而且解决了老化、搭接不严密、脱层滑动等传统问题，使水泥基材料的强度、吸水率、抗渗性、抗盐性、抗冻性等均得到明显改善，提高水泥基材料的耐久性。

传统用作砖石建筑物防水的材料有环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯化橡胶及乙烯树脂等涂料、油膏、沥青等。这些膜状的防水材料的防水原理是通过堵塞砖石材料的孔眼以排斥外面的水分侵入，由于小孔被堵死，造成墙体不透气，因此当水分从砖石孔隙排出时，它能冲破表面的防水涂层，致使涂层的寿命很短。此外，这些传统保护材料有着其自身难以克服的缺点，如多为易燃有毒的有机物质，长期暴露于环境中会引起老化、褪色和剥离，此外，耐碱性差、附着力小、自身耐久性差、容易吸灰、施工困难等诸多问题。为此，性能更好、施工方便、环保、价廉的新型防水材料材料已被广泛地应用于建筑物的防水、防腐蚀保护领域。如有机硅防水材料和水泥基渗透结晶性防水材料等。

有机硅防水材料为带有一定反应活性基团的硅氧烷类有机硅化合物。这类化合物由于带有反应活性基的硅氧烷，能通过活性基团相互作用生成枝状、链状及网状分子，在材料表面和内部形成5-10mm网状疏水性硅氧烷膜，还能与水泥基材料中的羟基反应形成末端带有≡Si-R基的硅烷链，填补水泥基材料中的大孔和毛细孔，使水泥基材料微观结构致密，提高了水泥基材料的抗渗性。

水泥基渗透结晶型防水材料是以硅酸盐水泥、石英砂等为基材，掺入活性化学物质组成的一种新型刚性防水材料，可以通过涂层或直接作为防水剂掺入水泥基材料中的方式，增强材料的抗渗性能。其作用机理是防水材料中含有的活性化学物质通过孔隙向水泥基材料内部渗透，与其中各种氧化物特别是水泥水化生成的氢氧化钙反应，在水泥基材料中形成不溶于水的物质，如硅酸钙凝胶和钙矾石晶体等，堵塞毛细孔道，从而使水泥基材料致密、防水。与有机防水剂和有机硅防水材料相比，由于是借助化学反应，改善了整个基体的防水性能，不仅使得防水性能容易长期保持，同时也提高了基体材料的强度和密实程度。水泥基渗透结晶型防水材料在工程应用中效果良好，施工简单，环保，对环境要求低，具有良好的防水能力和耐久性，是一种非常有发展前途的防水材料。但目前活性物质为国外母料，国内加工、分装等，不能实现独立生产。另外，该类材料生产本身含有水泥，活性材料会与自身水泥反应降低其对基体的反应能力。此外，掺加大量的水泥和其他组分，使活性组分浓度偏低，导致使用量偏大。

故需开发一种可以采用喷涂或刷涂方法施工，具有高浓度、高渗透率，且渗透反应后不会生成新盐类的渗透结晶型防水材料，因为水泥基材料中的盐类化合物会随水分的蒸发不断浓缩，最后形成结晶，因此造成混凝土材料的开裂破坏。该渗透剂特别是适用于无损的表面处理，如装饰砂浆的防水抗盐抗霜处理的渗透结晶型防水材料具有现实需求性。本发明利用铵盐在水溶液中的离子性，可以随水进入水泥基材料任何孔隙中，其渗透力强、活性组分浓度高，能够与材料中的钙离子快速反应生成晶体堵塞孔隙而防水，且无新的可溶性盐类生成，即可防止对水泥基材料的腐蚀，又可防止对水泥基材料表面的污染，特别适用于对装饰砂浆表面盐析的抑制，是一种性能良好、环保、廉价的新型材料。

3 发明内容

本发明根据渗透结晶防水的原理，采用的主要原料为溶解度较大的可溶性铵类无机物和纳米二氧化硅材料，如，碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵和磷酸氢二铵，以及气相法或是沉淀法生产的纳米二氧化硅。铵盐能够溶于水以离子状态存在，可以随水进入水泥基材料的所有孔隙中与氢氧化钙反应生成不溶于水的凝胶或是沉淀物的物质，铵离子与氢氧化钙反应后生成氨气得以释放进入空气中，无新的可溶性盐类生成。纳米二氧化硅和氢氧化钙作用后生成硅酸钙凝胶和水。该水性渗透结晶型防水剂可应用于各类水泥基材料结构，如地下室、桥梁、隧道、人防工程、建筑物的内外墙及装饰砂浆的防水抗盐抗霜处理，是一种有效成分浓度高、渗透力强、反应彻底、环保、价廉、施工方便的防水剂。

该渗透结晶型防水剂的主要组成为：渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和水，还包括单独或是复合的可溶性铵盐，如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵和磷酸氢二铵。水为自来水，其余物质均可采用工业级产品。各组分的质量百分比为：渗透剂0.1-0.5％；消泡剂0.1-0.5％；纳米二氧化硅0.1-5％；碳酸铵0-50％；或碳酸氢铵0-19％；或草酸铵0-6％；或磷酸铵0-21％；或磷酸氢二铵0-38％；其余为水。其中碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵和磷酸氢二铵可单独或是复合掺加均可。

优选的渗透结晶型防水剂中各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％；消泡剂0.3％；纳米二氧化硅1.0％；碳酸铵40.0％；碳酸氢铵19.0％；草酸铵6.0％；磷酸铵21.0％；磷酸氢二铵35.0％；其余为水。渗透剂可以选择OEP-70，AEP或JFC；消泡剂为GITAN P803，AGITAN P800，有机硅、磷酸三丁酯或矿物油等；纳米二氧化硅采用粒径小于20nm的气相法或是沉淀法二氧化硅，其余材料采用工业级的化工原料。

该渗透结晶型防水剂的制备方法为如下步骤：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和可溶性铵盐如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵、磷酸氢二铵，铵盐可单独或是复合加入。经过充分的搅拌均匀溶解后成为乳白色半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，然后包装即可。

该渗透结晶型防水剂的使用方法为如下步骤：首先对需要进行处理的水泥基材料表面进行预处理，用铁刷、砂纸或是喷砂等方法除去表面的浮土、盐、油污，或是松软的地方，有大孔洞或是大裂缝的地方需事先用水泥砂浆进行修补。待表面尽可能干燥后，采用喷涂或是刷涂的方法将渗透结晶型防水剂应用于水泥基材料的表面，待第一遍涂液干燥后还可以再进行一次喷涂或是刷涂，以增强防水效果。施工中注意保证所有的地方都要均匀喷涂或是刷涂到位，不能留下死角。喷涂或是刷涂结束后应注意防水，渗透部位1天内不能淋湿或是被水浸泡，至少养护1天以上。渗透剂用量一般应在0.1-0.3Kg/m²左右，以保证足够的防水效果。

该渗透结晶型防水剂具有活性组分浓度高，表面张力低、渗透力强、防水效果显著，且防水剂与水泥基材料不会反应生成新的可溶性盐而腐蚀水泥基材料的特点。此外，因为采用的主要原料为无机材料，产品的价格也较低廉。

4 具体实施方式

本渗透结晶型防水剂主要由渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和水，还包括单独或是复合的可溶性铵盐，如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵和磷酸氢二铵。可以根据工程实际情况和物质性质，优选合理的组分配比，得到满足实际需要的高性能产品。在实施工程中，可以优先考虑以下方案。

实施例1

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅1.0％，碳酸铵40.0％，水58.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅和碳酸铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为乳白色半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-8间，密度约为1.1-1.2g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

使用方法：首先对需要进行处理的水泥基材料表面进行预处理，用铁刷、砂纸或是喷砂等方法除去表面的浮土、盐、油污，或是松软的地方，大的孔洞或是大的裂缝需事先用水泥砂浆进行修补。待表面尽可能干燥后，采用喷涂或是刷涂的方法将渗透结晶型防水剂应用于水泥基材料的表面，待第一遍涂液干燥后还可以再进行一次喷涂或是刷涂，以增强防水效果。施工中注意保证所有的地方都要均匀喷涂或是刷涂到位，不能留下死角。喷涂或是刷涂结束后应注意防水，渗透部位1天内不能淋湿或是被水浸泡，至少养护1天以上。渗透剂用量一般应在0.1-0.3Kg/m²左右，以保证足够的防水效果。

实施例2

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅1.0％，碳酸氢铵19.0％，水79.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和碳酸氢铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的乳白色半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-7间，密度约为1.05-1.1g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例3

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的沉淀法纳米二氧化硅1.0％，草酸铵6.0％，水82.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和草酸铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的乳白色半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-7间，密度约为1.0-1.05g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例4

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅1.0％，磷酸铵20.0％，水78.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和磷酸铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的乳白色半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-7间，密度约为1.05-1.15g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例5

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅1.0％，磷酸氢二铵35.0％，水63.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和磷酸氢二铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的乳白色半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-7问，密度约为1.1-1.2g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

实施例6

水性渗透结晶型防水剂，其各组分的质量百分比为：渗透剂0.3％、消泡剂0.3％、粒径小于20nm的气相法纳米二氧化硅1.0％，草酸铵5.0％，磷酸铵17.0％，水63.4％。

制备方法：按照配方比例定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和草酸铵、磷酸铵。经过充分的搅拌均匀溶解后成为半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质，过滤后的乳白色半透明状的溶液即为本发明的水性渗透结晶型防水剂，然后包装即可。本水性渗透结晶型防水剂为乳白色半透明状液体，pH值在6-7间，密度约为1.05-1.1g/cm³间。经过两遍喷涂或是刷涂，保证用量在0.1-0.3Kg/m²左右后，24小时吸水率小于1％，具有良好的抗渗及防水效果。

Claims

1.一种水性渗透结晶型防水剂，该水性渗透结晶型防水剂由渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅，水、还包括单独或是复合的可溶性铵盐，如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵、磷酸氢二铵。各组分的质量百分比为：渗透剂0.1-0.5％；消泡剂0.1-0.5％；纳米二氧化硅0.1-5％；碳酸铵0-50％、或碳酸氢铵0-19％、或草酸铵0-6％、或磷酸铵0-21％、或磷酸氢二铵0-38％；其余为水。其中碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵或磷酸氢二铵单独或是复合掺加均可。

2.如权利1中的纳米二氧化硅特征为粒径小于20nm的气相法或是沉淀法二氧化硅。

3.如权利1中可溶性铵盐其特征为化学纯或工业级的碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵或磷酸氢二铵。掺加时可以单独加入或是多种铵盐复合加入。

4.权利要求1-3中任一权利要求所述的水性渗透结晶型防水剂的制备方法，包括如下步骤：定量称取各组分，在反应釜中依次加入水、渗透剂、消泡剂、纳米二氧化硅和可溶性铵盐如碳酸铵、碳酸氢铵、草酸铵、磷酸铵或磷酸氢二铵，单独或是复合。经过充分的搅拌均匀溶解后成为乳白色半透明状体系，也可稍加温促进溶解混合的速度。然后经过300-400目的滤网过滤，分离出可能存在的固体杂质。

5.权利要求1-3中任一权利要求所述的水性渗透结晶型防水剂的使用方法，包括如下步骤：首先对要进行处理的水泥基材料表面进行预处理，用铁刷、砂纸或是喷砂等方法除去表面的浮土、盐、油污，或是松软的地方，大的孔洞或是大的裂缝需事先用水泥砂浆进行修补。待表面尽可能干燥后，采用喷涂或是刷涂的方法将渗透结晶型防水剂应用于水泥基材料的表面，待第一遍涂液干燥后还可以再进行一次喷涂或是刷涂，以增强防水效果。施工中注意保证所有的地方都要均匀喷涂或是刷涂到位，不能留下死角。喷涂或是刷涂结束后应注意防水，渗透部位1天内不能淋湿或是被水浸泡，至少养护1天以上。渗透剂用量一般在0.1-0.3Kg/m²左右，以保证足够的防水效果。