CN108359292A - 一种水泥基防水材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水材料领域，具体是一种水泥基防水材料的制备方法。本发明将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土研磨，加入氢氧化钠溶液混合，超声振荡，取悬浮液，预热搅拌，滴加振荡液，搅拌，回流，冷却，过滤，洗涤，得洗涤物；将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯混合，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，滴加混合液，加热，加入有机硅、引发剂，升温，冷却，过滤，得乳液；将洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵‑磷酸水溶液，搅拌，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌，再在搅拌状态下加入水泥，搅拌均匀，即得防水材料。

Description

一种水泥基防水材料的制备方法
技术领域
本发明涉及防水材料领域，具体是一种水泥基防水材料的制备方法。
背景技术
在传统的防水技术中，水泥主要用于刚性防水，而高分子材料主要用于柔性防水。水泥基防水材料耐久性好、与基面完全相容，但是不适合变形较大的基面防水；柔性防水材料品种繁多，适合变形较大的基面防水，但其与基面的相容性差、粘接强度低。二战以后国外就出现了聚合物与水泥的结合，但基本上仍采用刚性思路，主要品种是聚合物砂浆，其虽具有一定的韧性，能够克服水泥水化时产生的裂缝， 但并不足以抵抗变形。随着聚合物生产技术的不断成熟和成本的不断下降，聚合物的添加比例逐渐增加，于是就产生了聚合物水泥类防水材料。
防水材料是建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透；要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀；分隔结构要防止给排水的渗翻。这些防渗透、渗漏和侵蚀的材料统称。防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料。建筑物需要进行防水处理的部位主要是屋面、墙面、地面和地下室。而水泥类防水材料对水泥有促凝密实作用的外加剂，如防水剂、加气剂和膨胀剂等，可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性；以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆，可用于地下工程的堵漏防水。
现有技术中，传统的防水材料存在剥离强度低，防水性能不足，随着使用时间的延长，其防水性能减弱，因此迫切需要开发新的防水性好的防水材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前传统的防水材料存在拉伸强度低，防水性能不足，随着使用时间的延长，其防水性能减弱的问题，提供一种水泥基防水材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种水泥基防水材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量10~15倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度68~70℃下超声振荡，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度48~50℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量8~10%的振荡液，搅拌，在温度70~75℃下回流，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取40~50份水、30~40份甲基丙烯酸甲酯、22~30份甲基丙烯酸、2~3份丙烯酸丁酯、1~2份复合乳化剂、1~2份引发剂、0.08~1份碳酸氢钠、0.06~0.08份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合均匀，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌，滴加混合液，加热至68~70℃，加入有机硅、引发剂，恒温，升温至78~80℃，恒温，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取30~40份去离子水、20~30份乳液、10~15份过硫酸铵-磷酸水溶液、2~3份步骤（2）备用的洗涤物、0.1~0.2份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌10~12h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌1~2h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量50~60%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
所述步骤（1）中硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
所述步骤（3）中复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
所述步骤（3）中引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。
所述步骤（4）中复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
所述步骤（5）中消泡剂是聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚其中的任意一种。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明由于钠基膨润土与水反应时具有10~15倍甚至30倍的膨胀力，通过将其引入水泥基材料，当构筑物渗水时，利用其吸水膨胀特性，堵塞水泥基材料孔隙，从而达到以水止水的目的，同时利用硅烷偶联剂改性膨润土，一方面使其均匀分散在乳液中，另一方面改性膨润土具有较强的吸附性能，能够将多余硅烷偶联剂进行吸附保护，避免硅烷偶联剂对其他组分的影响，在使用时在水的作用下溶解释放出硅烷偶联剂，且硅烷偶联剂能使乳液与水泥水化产物以及填料之间的结合更加紧密，从而进一步改善涂膜的耐水性，同时利用改性膨润土对的过硫酸铵-磷酸掺杂作用，利用原位化学氧化聚合合成了具有片状结构的复合材料，将其与乳液复合，从而使防水材料具有防腐性能。
本发明以丙烯酸乳液作为粘结剂，从而将水泥水化产物的颗粒连接起来，延长水泥的硬化时间，提高防水材料的强度、耐水性，并通过有机硅进行改性，从而提高乳液的稳定性，同时还加入复合阻燃剂，从而使防水材料还具备一定的阻燃效果，此外，还添加增稠剂、消泡剂，增稠剂的加入会使体系的粘度提高，使用消泡剂来抑制泡沫的产生和消除泡沫，以提高材料的性能，从而有利于提高涂膜的拉伸强度。
具体实施方式
硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。
有机硅是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
过硫酸铵-磷酸水溶液是按质量比1：2：4，将过硫酸铵、磷酸、水进行混合，搅拌均匀，即得过硫酸铵-磷酸水溶液。
复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
消泡剂是聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚其中的任意一种。
一种水泥基防水材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量10~15倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度68~70℃下超声振荡2 h，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度48~50℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量8~10%的振荡液，搅拌，在温度70~75℃下回流1~2h，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取40~50份水、30~40份甲基丙烯酸甲酯、22~30份甲基丙烯酸、2~3份丙烯酸丁酯、1~2份复合乳化剂、1~2份引发剂、0.08~1份碳酸氢钠、0.06~0.08份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌25~30min，滴加混合液，加热至68~70℃，加入有机硅、引发剂，恒温0.5~1h，升温至78~80℃，恒温2~3h，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取30~40份去离子水、20~30份乳液、10~15份过硫酸铵-磷酸水溶液、2~3份步骤（2）备用的洗涤物、0.1~0.2份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌10~12h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌1~2h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量50~60%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
引发剂是过硫酸铵。
有机硅是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
过硫酸铵-磷酸水溶液是按质量比1：2：4，将过硫酸铵、磷酸、水进行混合，搅拌均匀，即得过硫酸铵-磷酸水溶液。
复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
消泡剂是聚氧丙烯甘油醚。
一种水泥基防水材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量10倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度68℃下超声振荡2 h，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度48℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量8%的振荡液，搅拌，在温度70℃下回流1h，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取40份水、30份甲基丙烯酸甲酯、22份甲基丙烯酸、2份丙烯酸丁酯、1份复合乳化剂、1份引发剂、0.08份碳酸氢钠、0.06份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌25min，滴加混合液，加热至68℃，加入有机硅、引发剂，恒温0.5h，升温至78℃，恒温2h，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取30份去离子水、20份乳液、10份过硫酸铵-磷酸水溶液、2份步骤（2）备用的洗涤物、0.1份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌10h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌1h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量50%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
引发剂是过硫酸铵。
有机硅是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
过硫酸铵-磷酸水溶液是按质量比1：2：4，将过硫酸铵、磷酸、水进行混合，搅拌均匀，即得过硫酸铵-磷酸水溶液。
复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
消泡剂是聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
一种水泥基防水材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量12倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度69℃下超声振荡2 h，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度49℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量9%的振荡液，搅拌，在温度72℃下回流1.5h，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取45份水、35份甲基丙烯酸甲酯、28份甲基丙烯酸、2份丙烯酸丁酯、1份复合乳化剂、1份引发剂、0.09份碳酸氢钠、0.07份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌28min，滴加混合液，加热至69℃，加入有机硅、引发剂，恒温0.8h，升温至79℃，恒温2.5h，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取35份去离子水、25份乳液、12份过硫酸铵-磷酸水溶液、2份步骤（2）备用的洗涤物、0.1份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌11h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌1h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量55%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。
有机硅是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
过硫酸铵-磷酸水溶液是按质量比1：2：4，将过硫酸铵、磷酸、水进行混合，搅拌均匀，即得过硫酸铵-磷酸水溶液。
复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
消泡剂是聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚其中的任意一种。
一种水泥基防水材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量15倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度70℃下超声振荡2 h，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度50℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量10%的振荡液，搅拌，在温度75℃下回流2h，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取50份水、40份甲基丙烯酸甲酯、30份甲基丙烯酸、3份丙烯酸丁酯、2份复合乳化剂、2份引发剂、1份碳酸氢钠、0.08份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌30min，滴加混合液，加热至70℃，加入有机硅、引发剂，恒温1h，升温至80℃，恒温3h，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取40份去离子水、30份乳液、15份过硫酸铵-磷酸水溶液、3份步骤（2）备用的洗涤物、0.2份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌12h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌2h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量60%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
对比例：青岛某公司生产的水泥基防水材料。
方法：取等量的实施例与对比例所制备成的防水材料，根据国家标准GB/T23457-2009检测其的粘结强度、不透水性、拉伸强度、阻燃性、防腐性等性能。
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
粘结强度（MPa） 0.25 0.3 0.35 0.1
不透水性 0.3MPa30min不透水 不透水 不透水 透水
拉伸强度（MPa） 6.48 7.02 7.89 2~3
氧指数（阻燃性） 65 68 76 55
防腐性 良好 优 优 差
由上可知，本发明所制备的水泥基防水材料物理性能良好，且本发明的水泥基防水材料的制备方法简单易操作，值得推广和使用，是一种安全且高效的水泥基防水材料的制备方法。

Claims (6)

1.一种水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按质量比1：9：1，将水、乙醇、硅烷偶联剂进行混合，超声振荡，得振荡液，将钠基膨润土进行研磨，加入钠基膨润土质量10~15倍的1mol/L氢氧化钠溶液进行混合，在温度68~70℃下超声振荡，取悬浮液；
（2）将悬浮液在温度48~50℃下预热搅拌，滴加悬浮液质量8~10%的振荡液，搅拌，在温度70~75℃下回流，待冷却至室温，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤，得洗涤物，备用；
（3）按重量份数计，取40~50份水、30~40份甲基丙烯酸甲酯、22~30份甲基丙烯酸、2~3份丙烯酸丁酯、1~2份复合乳化剂、1~2份引发剂、0.08~1份碳酸氢钠、0.06~0.08份有机硅，将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯进行混合均匀，得混合液，将水、碳酸氢钠、复合乳化剂进行混合，搅拌，滴加混合液，加热至68~70℃，加入有机硅、引发剂，恒温，升温至78~80℃，恒温，待冷却至室温，过滤，得乳液；
（4）按重量份数计，取30~40份去离子水、20~30份乳液、10~15份过硫酸铵-磷酸水溶液、2~3份步骤（2）备用的洗涤物、0.1~0.2份复合阻燃剂，将步骤（2）备用的洗涤物、去离子水进行混合，滴加过硫酸铵-磷酸水溶液，搅拌10~12h，加入乳液、复合阻燃剂，搅拌均匀，得搅拌液；
（5）按质量比1：0.2：0.3，将搅拌液、甲基羟乙基纤维素醚、消泡剂进行混合，搅拌1~2h，再在搅拌状态下加入搅拌液质量50~60%的水泥，搅拌均匀，即得防水材料。
2.根据权利要求1所述水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中硅烷偶联剂是3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中复合乳化剂是按质量比1：2，将十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚进行混合均匀，即得复合乳化剂。
4.根据权利要求1所述水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。
5.根据权利要求1所述水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中复合阻燃剂是按质量比18：10：9，将聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇进行混合均匀，即得复合阻燃剂。
6.根据权利要求1所述水泥基防水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中消泡剂是聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚其中的任意一种。
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