CN109504270A - 一种建筑用防水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用防水剂及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。所述的建筑用防水剂，包括以下原料：聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅、轻质碳酸钙、滑石粉、二甲基硅油、炔二醇、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂、十二碳醇酯、去离子水。所述建筑用防水剂是经过利用单体制备聚氨酯乳液和硅烷乳液、组分分散、混合制备等步骤制成的。本发明的建筑用防水剂各组分相容性好、成分稳定、成膜性佳、耐水抗碳化能力强，是一种新型的建筑用防水剂材料。

Description

一种建筑用防水剂及其制备方法
【技术领域】
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种建筑用防水剂及其制备方法。
【背景技术】
随着经济的不断高速发展，建筑行业的相关技术也在不断发展提升。混凝土产渗水现象可以有二种途径：一种是当混凝土的二面有静水压力时，水就可以经一些裂缝或毛细孔通过；而另一种是由于毛细管作用，将水吸至有不饱和水蒸汽的表面而蒸发掉。混凝土防水剂就是通过不同方式减少以上二种作用，从而提高防水抗渗能力建筑防水剂作为一种防水材料，可有效保护建筑物表面不受水分或其他物质的侵蚀，有效地提升建筑物的耐候性。
关于建筑防水剂的研究很多，主要可以分为无机防水剂和有机防水剂两种。其中无机类防水剂主要成分有氯盐、氯锂酸盐、硫酸盐、水玻璃、锆化合物、矿物粉未等；有机物类防水剂的主要成分有酯肪酸金属盐、合成树脂、水溶性树脂、各种乳液等，近年来还发展了一种膨胀剂为主剂，复合其它外加剂的膨胀型防水剂，但使用不当会造成混凝土开裂，由于现有的防水剂存在不同程度的缺点，尚不能满足建筑工程的防水抗渗需要。
聚氨酯具有良好的防水性能，涂覆在建筑物如混凝土表面时候，能形成致密的高分子网状结构，且其分子结构上具有大量良好的疏水基团。但是聚氨酯的表面张力较高，易造成渗透性差、涂覆不均匀；而硅烷乳液具有较低的表面张力，从而具有较好的渗透性和较低的成膜速度，但硅烷乳液单组分的防水、抗碳化、耐久性较差。
发明专利“一种高强度聚氨酯防水涂料”(授权公告号：CN 105838236 B)公开了一种以高强度疏水聚氨酯为主体的防水涂料，通过添加蓖麻油的方式，从而提高聚氨酯强度和涂刷性能，同时提高本发明的致密性，从而增强疏水性能，达到防水效果。同时该发明中所述的其它组分，也起到增强涂料的耐候性和成膜速度等优点。但是，该专利所述的聚氨酯防水涂料配方存在着并没有针对混凝土或水泥等建筑材料的特性进行改进优化的缺点。
【发明内容】
本发明提供一种建筑用防水剂及其制备方法，以解决在中国发明专利“一种高强度聚氨酯防水涂料”(授权公告号：CN 105838236 B)”的基础上，进一步提升聚氨酯涂料对混凝土或水泥等建筑材料防水、抗碳化特性的增强效果。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种建筑用防水剂，包括以下原料：聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅、轻质碳酸钙、十二碳醇酯、滑石粉、二甲基硅油、炔二醇、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂、去离子水；
所述聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比为(18～33):(5～11):(1～4)；
所述硅烷乳液的制备方法，包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液；
所述聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
优选地，所述聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比为26：8：3。
优选地，所述超细二氧化硅的粒径为16nm。
优选地，所述羧甲基纤维素的聚合度为300～500。
本发明还提供一种建筑用防水剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，涂抹实施例1-3所述建筑用防水剂的墙面，其渗水深度、吸水率、碳化深度均较低；同时由实施例1-3的数据可见，实施例3为最优实施例。
(2)由实施例3和对比例1-4的数据可见，聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅在制备建筑用防水剂中起到了协同作用，协同提高了防水剂的防水、抗渗、抗碳化性能，其中超细二氧化硅起到关键的作用，这是：
硅烷乳液具有较低的表面能，当其作用于混凝土或水泥表面后，能够迅速的在混凝土表面铺展，渗透进混凝土内部。聚氨酯乳液和硅烷乳液中的亲水基与混凝土或水泥表面及孔隙中的羟基反应，其中硅烷乳液中的亲水基与羟基反应生成Si-O-Si长链和-Si-R基，疏水基-R则分布在混凝土或水泥表面，降低混凝土的表面能，从而起到阻止水分侵入的作用，降低吸水率。由于硅烷乳液只是均匀的分布在混凝土毛细孔内壁，而没封闭毛孔，不妨碍水分扩散，较好的保持了基材的透气性，从多方面提高了混凝土的表面性能，提高了防水、抗渗性能。聚氨酯乳液含有亲水基，而硅烷乳液既含有亲水基又有疏水基，当聚氨酯乳液和硅烷乳液与基体接触时，聚氨酯乳液和硅烷乳液中的亲水基能够与基体中的羟基发生反应，同时硅烷分子间发生脱水形成Si-O-Si主链，疏水基则定向向外扩展，最终在基体表面形成以一层以Si-O-Si为主链的憎水膜，降低了吸水率。同时，混凝土的碳化过程的发生需要在有水的存在下发生，而硅烷乳液阻止了水分向混凝土内部的扩散，即使CO2气体扩散进混凝土内部，由于缺少水分的作用，碳化反应也难以发生，从而降低了碳化深度。超细二氧化硅的分散性好，与聚氨酯乳液、硅烷乳液涂层交联节点多。在聚氨酯乳液涂料中掺入超细二氧化硅粉末后，二氧化硅微粒的分散性好，有效改善了涂料中各组分团聚现象。而且由于超细二氧化硅超细粉具备有很高的化学活性，能够吸附聚氨酯乳液中的大分子链，形成物理交联点，使得聚合物涂层形成三维空间的立体复杂网状结构。因此，在防水剂组分中加入超细二氧化硅，能够有效提高各组分的稳定性；同时二氧化硅溶于水后，形成的O-Si键和混凝土基材中的金属氧化物(如氧化镁、氧化钙、氧化铁等)相互之间不发生反应，能很好的保护混凝土的结构以及混凝土中钢筋不被腐蚀，从而提高抗渗性能。
(3)由对比例6-8的数据可见，聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比不在(18～33)：(5～11)：(1～4)范围内时，渗水深度、吸水率、碳化深度数值与实施例1-3的数值相差甚大。实施例1-3通过控制聚氨酯乳液、硅烷乳液、二氧化硅超细粉的重量比为(18～33):(5～11):(1～4)，实现在该体系中以二氧化硅超细粉为体系的主导作用原料，增强聚氨酯乳液和硅烷乳液的成膜特性和防水特性。当硅烷乳液、聚氨酯乳液、纳米二氧化硅三者共存时，纳米二氧化硅以化学键的方式牢牢吸附在混凝土表面，为硅烷乳液和聚氨酯乳液提供了纳米尺度的粗糙结构，聚氨酯大分子因而能在混凝土表面上涂覆且表面张力低，使得涂覆较为均匀，从而提高了防水剂的防水、抗渗、抗碳化性能。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述的建筑用防水剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯乳液18～33份、硅烷乳液5～11份、超细二氧化硅1～4份、轻质碳酸钙2～7份、十二碳醇酯0.8～1.2份、滑石粉1～3份、二甲基硅油0.5～1份、炔二醇1.4～1.8份、羧甲基纤维素2～3份、聚羧酸减水剂0.4～0.7份、去离子水10～15份；
所述的建筑用防水剂中，所述硅烷乳液是由异丁基三乙氧基硅烷单体制备而成的。
所述的建筑用防水剂中，超细二氧化硅的粒径为16nm。
所述的建筑用防水剂中，羧甲基纤维素的聚合度为300～500。
所述的建筑用防水剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
所述的硅烷乳液，其制备方法包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液。
所述的聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种建筑用防水剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯乳液18份、硅烷乳液5份、超细二氧化硅1份、轻质碳酸钙2份、十二碳醇酯0.8份、滑石粉1份、二甲基硅油0.5份、炔二醇1.4份、聚合度为300的羧甲基纤维素2份、聚羧酸减水剂0.4份、去离子水10份；
所述的硅烷乳液，其制备方法包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液。
所述的聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
所述的建筑用防水剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将16nm的超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
实施例2
一种建筑用防水剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯乳液33份、硅烷乳液11份、超细二氧化硅4份、轻质碳酸钙7份、十二碳醇酯1.2份、滑石粉3份、二甲基硅油1份、炔二醇1.8份、聚合度为500的羧甲基纤维素3份、聚羧酸减水剂0.7份、去离子水15份；
所述的硅烷乳液，其制备方法包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液。
所述的聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
所述的建筑用防水剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将16nm的超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
实施例3
一种建筑用防水剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯乳液25份、硅烷乳液9份、超细二氧化硅2份、轻质碳酸钙5份、十二碳醇酯1份、滑石粉1.5份、二甲基硅油0.7份、炔二醇1.5份、聚合度为400的羧甲基纤维素2.5份、聚羧酸减水剂1.6份、去离子水13份；
所述的硅烷乳液，其制备方法包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液。
所述的聚氨酯乳液，其制备方法包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
所述的建筑用防水剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将16nm的超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
对比例1
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中缺少聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅。
对比例2
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中缺少聚氨酯乳液。
对比例3
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中缺少硅烷乳液。
对比例4
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中缺少超细二氧化硅。
对比例5
采用中国发明专利申请文献“一种高强度聚氨酯防水涂料”(授权公告号：CN105838236 B)”中的实施例1-4的工艺制备而成的建筑用防水剂。
对比例6
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中聚氨酯乳液10份、硅烷乳液15份、超细二氧化硅0.4份。
对比例7
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中聚氨酯乳液36份、硅烷乳液2份、超细二氧化硅8份。
对比例8
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备建筑用防水剂的原料中聚氨酯乳液6份、硅烷乳液1份、超细二氧化硅10份。
选择新制后在标准条件下养护30d的42块混凝土试块(每块规格均为0.6m×0.6m×0.25m)分别进行实施例1-3及对比例1-8所制备的防水剂的渗水深度、吸水率、碳化深度测试。测试方法如下：
1、渗水深度测试
将14块混凝土试块置于85℃烘箱中烘干24h后取出，然后用实施例1-3及对比例1-8所述防水剂，以300g/㎡涂覆量对混凝土试块表面分两次进行涂覆处理(其中有4块对应对比例5中实施例1-4的工艺制备而成的建筑用防水剂)，涂覆完成后在混凝土试块表面包覆双层保鲜膜，在室温下静止一周，待防水剂完全吸收。一周后，对混凝土试块进行渗水测试。将混凝土试块的防水剂涂覆面置于平底容器中，倒入去离子水至水面高出试块底面50mm，48h后将混凝土试块从中部劈开，用电子游标卡尺测量并记录每件试块的最大渗水深度。
2、吸水率测试
将14块混凝土试块置于85℃烘箱中烘干24h后取出，然后用实施例1-3及对比例1-8所述防水剂，以300g/㎡涂覆量对混凝土试块表面分两次进行涂覆处理(其中有4块对应对比例5中实施例1-4的工艺制备而成的建筑用防水剂)，涂覆完成后在混凝土试块表面包覆双层保鲜膜，在室温下静止一周，待防水剂完全吸收。一周后，对混凝土试块进行吸水量测试，将混凝土试块置于平底容器中，倒入去离子水至水面高出试块底面50mm，测定混凝土试块吸水率，计算公式如下：
Wm＝(Mm1-Mm0)/Mm0×100％
式中：Wm—混凝土试件吸水率(％)；Mm1—混凝土试件吸水后质量(g)；Mm0—混凝土试件干燥后质量(g)。
3、碳化深度测试
选择碳化箱指标为：箱体内二氧化碳浓度为(20±)3％、箱内相对湿度为(70±5)％、温度为(25±2)℃。步骤如下：
将14块混凝土试块侧面以350g/㎡用量，分别涂覆实施例1-3及对比例1-8所述防水剂(其中有4块对应对比例5中实施例1-4的工艺制备而成的建筑用防水剂)，每隔10mm画出平行线作为碳化试验测量点，然后将混凝土试块置于碳化箱中进行试验；在碳化15d时取出试块，在试件中部劈裂试块，刷去断面残存粉末，喷涂浓度为1％的酚酞酒精溶液；30s后，按原先各标记测量点用电子游标卡尺测出各碳化点的碳化深度，并记录每件试块碳化深度的最大值。
试验结果如下表所示。
实验组别 渗水深度(mm) 吸水率(％) 碳化深度(cm)
实施例1 5.2 7.5 3.0
实施例2 5.9 8.2 3.3
实施例3 4.9 7.6 2.7
对比例1 11.1 12.6 6.8
对比例2 6.4 8.5 3.9
对比例3 7.6 8.1 3.5
对比例4 8.3 9.8 4.1
对比例5 8.5～12.4 10.8～15.1 6.8～14.2
对比例6 7.9 10.1 5.3
对比例7 7.4 9.6 6.1
对比例8 8.0 9.1 5.5
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，涂抹实施例1-3所述建筑用防水剂的墙面，其渗水深度、吸水率、碳化深度均较低；同时由实施例1-3的数据可见，实施例3为最优实施例。
(3)由实施例3和对比例1-4的数据可见，聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅在制备建筑用防水剂中起到了协同作用，协同提高了防水剂的防水、抗渗、抗碳化性能，其中超细二氧化硅起到关键的作用，这是：
硅烷乳液具有较低的表面能，当其作用于混凝土或水泥表面后，能够迅速的在混凝土表面铺展，渗透进混凝土内部。聚氨酯乳液和硅烷乳液中的亲水基与混凝土或水泥表面及孔隙中的羟基反应，其中硅烷乳液中的亲水基与羟基反应生成Si-O-Si长链和-Si-R基，疏水基-R则分布在混凝土或水泥表面，降低混凝土的表面能，从而起到阻止水分侵入的作用，降低吸水率。由于硅烷乳液只是均匀的分布在混凝土毛细孔内壁，而没封闭毛孔，不妨碍水分扩散，较好的保持了基材的透气性，从多方面提高了混凝土的表面性能，提高了防水、抗渗性能。聚氨酯乳液含有亲水基，而硅烷乳液既含有亲水基又有疏水基，当聚氨酯乳液和硅烷乳液与基体接触时，聚氨酯乳液和硅烷乳液中的亲水基能够与基体中的羟基发生反应，同时硅烷分子间发生脱水形成Si-O-Si主链，疏水基则定向向外扩展，最终在基体表面形成以一层以Si-O-Si为主链的憎水膜，降低了吸水率。同时，混凝土的碳化过程的发生需要在有水的存在下发生，而硅烷乳液阻止了水分向混凝土内部的扩散，即使CO2气体扩散进混凝土内部，由于缺少水分的作用，碳化反应也难以发生，从而降低了碳化深度。超细二氧化硅的分散性好，与聚氨酯乳液、硅烷乳液涂层交联节点多。在聚氨酯乳液涂料中掺入超细二氧化硅粉末后，二氧化硅微粒的分散性好，有效改善了涂料中各组分团聚现象。而且由于超细二氧化硅超细粉具备有很高的化学活性，能够吸附聚氨酯乳液中的大分子链，形成物理交联点，使得聚合物涂层形成三维空间的立体复杂网状结构。因此，在防水剂组分中加入超细二氧化硅，能够有效提高各组分的稳定性；同时二氧化硅溶于水后，形成的O-Si键和混凝土基材中的金属氧化物(如氧化镁、氧化钙、氧化铁等)相互之间不发生反应，能很好的保护混凝土的结构以及混凝土中钢筋不被腐蚀，从而提高抗渗性能。
由对比例6-8的数据可见，聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比不在(18～33)：(5～11)：(1～4)范围内时，渗水深度、吸水率、碳化深度数值与实施例1-3的数值相差甚大。实施例1-3通过控制聚氨酯乳液、硅烷乳液、二氧化硅超细粉的重量比为(18～33):(5～11):(1～4)，实现在该体系中以二氧化硅超细粉为体系的主导作用原料，增强聚氨酯乳液和硅烷乳液的成膜特性和防水特性。当硅烷乳液、聚氨酯乳液、纳米二氧化硅三者共存时，纳米二氧化硅以化学键的方式牢牢吸附在混凝土表面，为硅烷乳液和聚氨酯乳液提供了纳米尺度的粗糙结构，聚氨酯大分子因而能在混凝土表面上涂覆且表面张力低，使得涂覆较为均匀，从而提高了防水剂的防水、抗渗、抗碳化性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种建筑用防水剂，其特征在于，包括以下原料：聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅、轻质碳酸钙、十二碳醇酯、滑石粉、二甲基硅油、炔二醇、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂、去离子水；
所述聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比为(18～33)：(5～11)：(1～4)；
所述硅烷乳液的制备方法，包括以下步骤：
A1：在搅拌釜中，加入乳化剂、聚乙二醇、去离子水，升温至40℃并匀速搅拌，保持1h；
A2：将步骤A1所述混合物料降温至35℃，再将异丁基三乙氧基硅烷单体缓慢滴加进步骤A1所述的混合物中，在转速为500r/min条件下恒温搅拌2h后，静置冷却即得硅烷乳液；
所述聚氨酯乳液的制备方法，包括以下步骤：
B1：将经干燥除水后的反应单体聚四氢呋喃醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯加入到装有电子恒速搅拌器、冷凝管和通入氮气的三口烧瓶中，再加入小分子扩链剂1，4-丁二醇和溶剂N，N-二羟甲基乙酰胺、引发剂DBTDL；
B2：在氮气环境下，于恒温45℃反应1.5h后，降温至室温，加入适量丙酮，继续反应20min；
B3：加入三乙胺和去离子水，在转速为1000r/min、常温下搅拌25min；
B4：用减压蒸馏方法除去丙酮，即得到水性聚氨酯乳液。
2.根据权利要求1所述的建筑用防水剂，其特征在于，所述聚氨酯乳液、硅烷乳液、超细二氧化硅的重量比为26：8：3。
3.根据权利要求1或2所述的建筑用防水剂，其特征在于，所述超细二氧化硅的粒径为16nm。
4.根据权利要求1或2所述的建筑用防水剂，其特征在于，所述羧甲基纤维素的聚合度为300～500。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的建筑用防水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚氨酯乳液、硅烷乳液加入搅拌反应釜中，在40℃、800r/min下充分搅拌均匀；
S2：将超细二氧化硅粉加入步骤S1所述的混合组分中，再依次加入轻质碳酸钙、去离子水、炔二醇、二甲基硅油、滑石粉、羧甲基纤维素、聚羧酸减水剂，在转速为600r/min下搅拌2h；
S3：待步骤S2所述混合组分降温至室温后，加入十二碳醇酯，搅拌10min，即制得建筑用防水剂。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109836067A (zh) * 2019-03-28 2019-06-04 海安县中丽化工材料有限公司 一种建筑用防水剂的制备方法
CN113387607A (zh) * 2021-06-07 2021-09-14 广西交建工程检测咨询有限公司 一种新型缓凝型高性能减水剂及其制备方法
WO2022000305A1 (zh) * 2020-06-29 2022-01-06 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种有机硅纳米前驱体介质传输抑制剂、其制备方法及应用
CN115260889A (zh) * 2022-07-28 2022-11-01 成都群山环保科技有限公司 一种厚涂型双组份水性聚氨酯防护面漆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002364128A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Asahi Glass Polyurethane Material Co Ltd ウレタン系塗膜防水工法
JP4264146B2 (ja) * 1998-08-24 2009-05-13 関西ペイント株式会社 水性防水塗材、及びこれを用いた打放しコンクリ−トの表面仕上げ工法
CN103130977A (zh) * 2013-01-08 2013-06-05 厦门大学 一种双组分水性木器漆的聚氨酯多元醇分散体及其制备方法
CN106116692A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 杭州瑞江新材料技术有限公司 一种环保型硅烷乳液防水剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4264146B2 (ja) * 1998-08-24 2009-05-13 関西ペイント株式会社 水性防水塗材、及びこれを用いた打放しコンクリ−トの表面仕上げ工法
JP2002364128A (ja) * 2001-06-06 2002-12-18 Asahi Glass Polyurethane Material Co Ltd ウレタン系塗膜防水工法
CN103130977A (zh) * 2013-01-08 2013-06-05 厦门大学 一种双组分水性木器漆的聚氨酯多元醇分散体及其制备方法
CN106116692A (zh) * 2016-06-23 2016-11-16 杭州瑞江新材料技术有限公司 一种环保型硅烷乳液防水剂及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109836067A (zh) * 2019-03-28 2019-06-04 海安县中丽化工材料有限公司 一种建筑用防水剂的制备方法
WO2022000305A1 (zh) * 2020-06-29 2022-01-06 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种有机硅纳米前驱体介质传输抑制剂、其制备方法及应用
CN113387607A (zh) * 2021-06-07 2021-09-14 广西交建工程检测咨询有限公司 一种新型缓凝型高性能减水剂及其制备方法
CN115260889A (zh) * 2022-07-28 2022-11-01 成都群山环保科技有限公司 一种厚涂型双组份水性聚氨酯防护面漆

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