CN108069668A - 特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料 - Google Patents

特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其制备原料包含特种水泥、可分散防霉杀菌胶粉、石膏缓凝剂、消泡剂、熟石膏、石灰、石英砂、混凝土减水剂、水泥膨胀剂、纤维素、防霉杀菌剂。本发明的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料无需批刮砂浆，防水、防潮、防漏、防水效果俱佳，至少10年不老化且耐碱耐酸，此外还可彻底根治并预防渗水，并解决起霜起硝盐碱墙、霉变起藻、墙体粉化等各种问题，市场前景优异，市场前景好。

Description

特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料
技术领域
本发明属于涂料材料技术领域，更具体地，本发明涉及特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料 。
背景技术
许多建筑物都有防水抗渗的要求，然而普通混凝土水泥抗渗防水性能不好，水能通过混凝土水泥的微孔渗透。因此，施工中多采用在普通混凝土的迎水面或背水面用防水卷材、涂料等材料来隔离水源，这种施工工艺比较繁杂，防水效果也得不到保证。也有采用刚性内防水结构，然而其抗裂能力差、不能根治多孔结构的全部孔隙和裂缝的愈合，防水效果差且防水成本高。还有采用水泥基渗透结晶型防水涂料，这种涂料既能保证防水性能，又降低了防水成本，然而其在使用中大多与水混合后涂刷在混凝土的表面，对混凝土表面存在裂痕的填补相当困难。此外，现有的涂料也不具备抗菌防霉的作用。
因此，有必要开发特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其无需批刮砂浆，防水、防潮、防漏、防水效果俱佳，至少10年不老化且耐碱耐酸，市场前景好。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 10-50份
石膏缓凝剂 1-10份
消泡剂 1-10份
熟石膏 5-10份
石灰 5-20份
石英砂 1-10份
混凝土减水剂 5-10份
水泥膨胀剂 5-10份
纤维素 5-20份；
优选地，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 20-40份
石膏缓凝剂 5-10份
消泡剂 2-8份
熟石膏 2-9份
石灰 4-10份
石英砂 4-10份
混凝土减水剂 6-10份
水泥膨胀剂 6-10份
纤维素 7-15份；
更优选地，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 28份
石膏缓凝剂 7份
消泡剂 6份
熟石膏 7份
石灰 6份
石英砂 6份
混凝土减水剂 7份
水泥膨胀剂 7份
纤维素 8份。
在一种实施方式中，所述特种水泥为普通硅酸盐水泥与高铝水泥按重量比1:2-2:1的混合物。
在一种实施方式中，所述可分散防霉杀菌胶粉为聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
在一种实施方式中，所述聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管的制备方法为：
（1）在干燥的三颈瓶中，加入对1,12-二溴十二烷 0.1 mol、1,4-二甲基哌嗪0.05 mol、氨丙嗪0.042 mol以及N,N-二甲基乙酰胺 100ml，50℃下反应5h后，减压蒸馏去除N,N-二甲基乙酰胺，得到聚季铵盐；
（2）在1000毫升干燥的三颈瓶中，依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.019摩尔4'4-二氯二苯砜、0.06摩尔无水碳酸钾、80 毫升二甲基亚砜以及20毫升甲苯，通氮气保护20分钟后，加热至150℃反应4小时，然后将反应温度升至160℃，恒温继续反应8小时后，降至室温，然后冰浴三颈瓶并在通氮气保护下，缓慢滴加浓盐酸，直到体系PH小于4后，将反应溶液倒入丙酮中，所得到沉淀物分别用去离子水和丙酮反复洗涤三次后，在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚硫醚砜；
（3）在1000毫升圆底烧瓶中，依次加入碳纳米管15克、透明质酸10克、双氧水2克、二甲基亚砜100克、上述步骤（1）所得聚季铵盐5克、上述步骤（2）所得聚硫醚砜6克、KH-550 5克、KH-560 3克，通氮气保护2h后，将体系温度升至110℃，反应3小时后，降至50℃，出料于丙酮中，得到固体产物，用去离子水和丙酮分别洗涤该絮状产物3 次，最后在40℃下真空干燥48小时，得聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
在一种实施方式中，所述石膏缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸及丙烯酸钠中的至少一种。
在一种实施方式中，所述消泡剂选自矿物油类、有机硅类以及聚醚类中的至少一种。
在一种实施方式中，所述石英砂的平均粒径为500纳米-2微米。
在一种实施方式中，所述混凝土减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。
在一种优选实施方式中，所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，以重量份计，其制备原料还包含5-10份的葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅。
在一种实施方式中，所述葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅的制备方法为：
（1）在1000 ml干燥的连接有搅拌器的三颈瓶中，先加入200克的多聚磷酸，通入氮气保护，然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0092摩尔的5-氨基间苯二酸，升温至200℃并恒温反应15h后，将反应溶液倒入冰水中，反复洗涤三次后，将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中，氮气保护并搅拌48 h，之后用去离子水反复洗涤至中性，并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚苯并咪唑；
（2）在500毫升圆底烧瓶中，依次加入葡聚糖2克、二甲基亚砜20克、氢氧化钠0.03克、去离子水1克，通氮气保护1h后，升温50℃反应4h，然后降至室温，再依次加入上述步骤（1）所得聚苯并咪唑5克、KH-550 0.5克、KH-560 0.3克、纳米二氧化硅12克、二甲基亚砜50克，通氮气保护1h后，将体系温度升至100℃，反应3小时后，降至室温，出料于乙醇中，得到絮状产物，用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3 次，最后在50℃下真空干燥24小时，得葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
通过加入聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管提高涂料的强度和粘合力，并通过引入稳定性好的季铵盐提高抗菌性能。通过加入葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅可以进一步增强纳米颗粒之间的作用力，提高其耐久性。此外本发明的防水胶浆涂料还可彻底根治并预防渗水，并解决起霜起硝盐碱墙、霉变起藻、墙体粉化等各种问题，市场前景优异。
具体实施方式
原料如下：
普通硅酸盐水泥购自无锡华峰。高铝水泥一级，购自康辉耐材。碳纳米管（平均粒径350纳米）、石英砂（平均粒径1微米）、纳米二氧化硅（平均粒径150纳米）购自灵寿县鹏显矿产品加工厂。透明质酸型号CQ-9004-61-9，购自承乾生物。水泥膨胀剂，型号TD-XF，购自山东新视奇建筑材料有限公司。纤维素为富强化工产的HPMC（羟丙基甲基纤维素）。其它原料均购自阿拉丁试剂。
实施例1
将按重量份计的下述制备原料加入搅拌机内充分混合30分钟后，出料得到胶浆涂料，搅拌速率为1500转/分；
制备原料为：
普通硅酸盐水泥 50份
高铝水泥 50份
聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管 10份
柠檬酸钠 1份
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 1份
熟石膏 5份
石灰 5份
石英砂 1份
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物 5份
水泥膨胀剂TD-XF 7份
纤维素 8份；
所述聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管的制备方法为：
（1）在干燥的三颈瓶中，加入对1,12-二溴十二烷 0.1 mol、1,4-二甲基哌嗪0.05 mol、氨丙嗪0.042 mol以及N,N-二甲基乙酰胺 100ml，50℃下反应5h后，减压蒸馏去除N,N-二甲基乙酰胺，得到聚季铵盐；
（2）在1000毫升干燥的三颈瓶中，依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.019摩尔4'4-二氯二苯砜、0.06摩尔无水碳酸钾、80 毫升二甲基亚砜以及20毫升甲苯，通氮气保护20分钟后，加热至150℃反应4小时，然后将反应温度升至160℃，恒温继续反应8小时后，降至室温，然后冰浴三颈瓶并在通氮气保护下，缓慢滴加浓盐酸，直到体系PH小于4后，将反应溶液倒入丙酮中，所得到沉淀物分别用去离子水和丙酮反复洗涤三次后，在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚硫醚砜；
（3）在1000毫升圆底烧瓶中，依次加入碳纳米管15克、透明质酸10克、双氧水2克、二甲基亚砜100克、上述步骤（1）所得聚季铵盐5克、上述步骤（2）所得聚硫醚砜6克、KH-550 5克、KH-560 3克，通氮气保护2h后，将体系温度升至110℃，反应3小时后，降至50℃，出料于丙酮中，得到固体产物，用去离子水和丙酮分别洗涤该絮状产物3 次，最后在40℃下真空干燥48小时，得聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
实施例2
将按重量份计的下述制备原料加入搅拌机内充分混合30分钟后，出料得到胶浆涂料，搅拌速率为1500转/分；
制备原料为：
普通硅酸盐水泥 50份
高铝水泥 50份
聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管 50份
柠檬酸钠 10份
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 10份
熟石膏 10份
石灰 20份
石英砂 10份
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物 10份
水泥膨胀剂TD-XF 10份
纤维素 20份；
所述聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管的制备方法为：
（1）在干燥的三颈瓶中，加入对1,12-二溴十二烷 0.1 mol、1,4-二甲基哌嗪0.05 mol、氨丙嗪0.042 mol以及N,N-二甲基乙酰胺 100ml，50℃下反应5h后，减压蒸馏去除N,N-二甲基乙酰胺，得到聚季铵盐；
（2）在1000毫升干燥的三颈瓶中，依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.019摩尔4'4-二氯二苯砜、0.06摩尔无水碳酸钾、80 毫升二甲基亚砜以及20毫升甲苯，通氮气保护20分钟后，加热至150℃反应4小时，然后将反应温度升至160℃，恒温继续反应8小时后，降至室温，然后冰浴三颈瓶并在通氮气保护下，缓慢滴加浓盐酸，直到体系PH小于4后，将反应溶液倒入丙酮中，所得到沉淀物分别用去离子水和丙酮反复洗涤三次后，在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚硫醚砜；
（3）在1000毫升圆底烧瓶中，依次加入碳纳米管15克、透明质酸10克、双氧水2克、二甲基亚砜100克、上述步骤（1）所得聚季铵盐5克、上述步骤（2）所得聚硫醚砜6克、KH-550 5克、KH-560 3克，通氮气保护2h后，将体系温度升至110℃，反应3小时后，降至50℃，出料于丙酮中，得到固体产物，用去离子水和丙酮分别洗涤该絮状产物3 次，最后在40℃下真空干燥48小时，得聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
实施例3
将按重量份计的下述制备原料加入搅拌机内充分混合30分钟后，出料得到胶浆涂料，搅拌速率为1500转/分；
制备原料为：
普通硅酸盐水泥 50份
高铝水泥 50份
聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管 28份
柠檬酸钠 7份
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 6份
熟石膏 7份
石灰 6份
石英砂 6份
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物 7份
水泥膨胀剂TD-XF 7份
纤维素 8份；
所述聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管的制备方法为：
（1）在干燥的三颈瓶中，加入对1,12-二溴十二烷 0.1 mol、1,4-二甲基哌嗪0.05 mol、氨丙嗪0.042 mol以及N,N-二甲基乙酰胺 100ml，50℃下反应5h后，减压蒸馏去除N,N-二甲基乙酰胺，得到聚季铵盐；
（2）在1000毫升干燥的三颈瓶中，依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.019摩尔4'4-二氯二苯砜、0.06摩尔无水碳酸钾、80 毫升二甲基亚砜以及20毫升甲苯，通氮气保护20分钟后，加热至150℃反应4小时，然后将反应温度升至160℃，恒温继续反应8小时后，降至室温，然后冰浴三颈瓶并在通氮气保护下，缓慢滴加浓盐酸，直到体系PH小于4后，将反应溶液倒入丙酮中，所得到沉淀物分别用去离子水和丙酮反复洗涤三次后，在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚硫醚砜；
（3）在1000毫升圆底烧瓶中，依次加入碳纳米管15克、透明质酸10克、双氧水2克、二甲基亚砜100克、上述步骤（1）所得聚季铵盐5克、上述步骤（2）所得聚硫醚砜6克、KH-550 5克、KH-560 3克，通氮气保护2h后，将体系温度升至110℃，反应3小时后，降至50℃，出料于丙酮中，得到固体产物，用去离子水和丙酮分别洗涤该絮状产物3 次，最后在40℃下真空干燥48小时，得聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
实施例4
将按重量份计的下述制备原料加入搅拌机内充分混合30分钟后，出料得到胶浆涂料，搅拌速率为1500转/分；
制备原料为：
普通硅酸盐水泥 50份
高铝水泥 50份
聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管 28份
柠檬酸钠 7份
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 6份
熟石膏 7份
石灰 6份
石英砂 6份
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物 7份
水泥膨胀剂TD-XF 7份
纤维素 8份
葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅 6份；
所述聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管的制备方法为：
（1）在干燥的三颈瓶中，加入对1,12-二溴十二烷 0.1 mol、1,4-二甲基哌嗪0.05 mol、氨丙嗪0.042 mol以及N,N-二甲基乙酰胺 100ml，50℃下反应5h后，减压蒸馏去除N,N-二甲基乙酰胺，得到聚季铵盐；
（2）在1000毫升干燥的三颈瓶中，依次加入0.02摩尔4'4-二巯基二苯硫醚、0.019摩尔4'4-二氯二苯砜、0.06摩尔无水碳酸钾、80 毫升二甲基亚砜以及20毫升甲苯，通氮气保护20分钟后，加热至150℃反应4小时，然后将反应温度升至160℃，恒温继续反应8小时后，降至室温，然后冰浴三颈瓶并在通氮气保护下，缓慢滴加浓盐酸，直到体系PH小于4后，将反应溶液倒入丙酮中，所得到沉淀物分别用去离子水和丙酮反复洗涤三次后，在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚硫醚砜；
（3）在1000毫升圆底烧瓶中，依次加入碳纳米管15克、透明质酸10克、双氧水2克、二甲基亚砜100克、上述步骤（1）所得聚季铵盐5克、上述步骤（2）所得聚硫醚砜6克、KH-550 5克、KH-560 3克，通氮气保护2h后，将体系温度升至110℃，反应3小时后，降至50℃，出料于丙酮中，得到固体产物，用去离子水和丙酮分别洗涤该絮状产物3 次，最后在40℃下真空干燥48小时，得聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管；
所述葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅的制备方法为：
（1）在1000 ml干燥的连接有搅拌器的三颈瓶中，先加入200克的多聚磷酸，通入氮气保护，然后加入0.01摩尔的3,3'-二氨基联苯胺以及0.0092摩尔的5-氨基间苯二酸，升温至200℃并恒温反应15h后，将反应溶液倒入冰水中，反复洗涤三次后，将产物倒入质量分数为5%的氢氧化钠水溶液中，氮气保护并搅拌48 h，之后用去离子水反复洗涤至中性，并将所得产物在真空烘箱中50℃下干燥24h，得聚苯并咪唑；
（2）在500毫升圆底烧瓶中，依次加入葡聚糖2克、二甲基亚砜20克、氢氧化钠0.03克、去离子水1克，通氮气保护1h后，升温50℃反应4h，然后降至室温，再依次加入上述步骤（1）所得聚苯并咪唑5克、硅烷偶联剂KH-550 0.5克、硅烷偶联剂KH-560 0.3克、纳米二氧化硅12克、二甲基亚砜50克，通氮气保护1h后，将体系温度升至100℃，反应3小时后，降至室温，出料于乙醇中，得到絮状产物，用去离子水和乙醇分别洗涤该絮状产物3 次，最后在50℃下真空干燥24小时，得葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅。
对比例1
将按重量份计的下述制备原料加入搅拌机内充分混合30分钟后，出料得到胶浆涂料，搅拌速率为1500转/分；
制备原料为：
普通硅酸盐水泥 50份
高铝水泥 50份
柠檬酸钠 7份
聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚 6份
熟石膏 7份
石灰 6份
石英砂 6份
亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物 7份
水泥膨胀剂TD-XF 7份
纤维素 8份。
测试方法
将实施例1~4及对比例1任一项的涂料与自来水按重量比3：1混合后，涂敷于墙体，并按照GB/T 23445-2009的要求制备成膜并测试性能如下表。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
拉伸强度（无处理） 6.2Mpa 7.1 Mpa 7.5 Mpa 8.6Mpa 1.5 Mpa
拉伸强度（渗水处理后保持率） 85% 90% 91% 99% 67%
粘结强度（无处理） 2.6 Mpa 2.9 Mpa 3.4 Mpa 3.9 Mpa 0.6 Mpa
粘结强度（渗水处理后） 2.3 Mpa 2.7 Mpa 3.2Mpa 3.8 Mpa 0.2 Mpa
抗渗性（背水面） 1.7 2.0 2.2 2.8 0.3
金色葡萄糖球菌抗菌活性值 3.7 3.8 3.8 3.8 无活性
大肠杆菌抗菌活性值 4.0 3.9 4.0 4.0 无活性
6个月活性值损失 5.2% 4.9% 3.7% 2.5% -

Claims (10)

1.特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 10-50份
石膏缓凝剂 1-10份
消泡剂 1-10份
熟石膏 5-10份
石灰 5-20份
石英砂 1-10份
混凝土减水剂 5-10份
水泥膨胀剂 5-10份
纤维素 5-20份。
2.根据权利要求1所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 20-40份
石膏缓凝剂 5-10份
消泡剂 2-8份
熟石膏 2-9份
石灰 4-10份
石英砂 4-10份
混凝土减水剂 6-10份
水泥膨胀剂 6-10份
纤维素 7-15份。
3.根据权利要求2所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：
特种水泥 100份
可分散防霉杀菌胶粉 28份
石膏缓凝剂 7份
消泡剂 6份
熟石膏 7份
石灰 6份
石英砂 6份
混凝土减水剂 7份
水泥膨胀剂 7份
纤维素 8份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述特种水泥为普通硅酸盐水泥与高铝水泥按重量比1:2-2:1的混合物。
5.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述可分散防霉杀菌胶粉为聚季铵盐-透明质酸-聚硫醚砜复合物改性碳纳米管。
6.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述石膏缓凝剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸钾、丙烯酸及丙烯酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述消泡剂选自矿物油类、有机硅类以及聚醚类中的至少一种。
8.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述石英砂的平均粒径为500纳米-2微米。
9.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，所述混凝土减水剂为亚甲基二甲基二萘磺酸钠聚合物。
10.根据权利要求1-3任一项所述的特种功能背水压抗渗防水胶浆涂料，其特征在于，以重量份计，其制备原料还包含5-10份的葡聚糖-聚苯并咪唑复合物改性纳米二氧化硅。
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