CN112159644B - 一种自愈合兼粘合建筑防水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自愈合兼粘合建筑防水剂及其制备方法，所述自愈合兼粘合建筑防水剂包括如下重量份数的原料：氧化物前驱体9～15份、生物质超细纤维粉4.5～7.5份、交联剂4～6份、无机盐填料12～20份、有机硅树脂6.5～11.5份、溶剂40～64份。本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂主要通过氧化物前驱体、生物质超细纤维粉赋予粗糙度，结合有机硅树脂的低表面能和交联剂的固化作用，使得防水剂在施用后能保证建筑的防水、防渗漏性能，且由于氧化物前驱体的特性，该防水剂具有遇水滞后反应而拒水和自愈合的性能，另外还具有粘合建材的效果。

Description

一种自愈合兼粘合建筑防水剂及其制备方法
技术领域
本发明属于防水剂技术领域，具体涉及到一种自愈合兼粘合建筑防水剂及其制备方法。
背景技术
随着我国基建工程的发展，防水效果越来越成为建筑中的重要问题。目前已有各类防水剂，大体可分为无机系、有机系、混合物系等三大类，但各类防水剂仍存在一定的不足。如有些防水剂只能喷涂或刷涂，不能作为混凝土外加剂使用；有些防水剂含合成成分较多，不够环保；大部分防水剂都不具有附加功能等。
因此，研发一种以生物质材料等环保成分为主、可作为外加剂使用并具有自愈合功能、能额外起到诸如粘合功能的建筑防水剂，将拓展防水剂的种类和应用范围，具有广阔的市场前景。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种自愈合兼粘合建筑防水剂。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种自愈合兼粘合建筑防水剂，所述自愈合兼粘合建筑防水剂包括如下重量份数的原料：氧化物前驱体9～15份、生物质超细纤维粉4.5～7.5份、交联剂4～6份、无机盐填料12～20 份、有机硅树脂6.5～11.5份、溶剂40～64份。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述氧化物前驱体为异丙醇钛、钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯中的任一种或两种及其以上的组合物。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述生物质超细纤维粉的制备方法为：将干燥的植物纤维进行闪爆处理，并研磨至500～2000目即得到生物质超细纤维粉。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述植物纤维为工业大麻、剑麻、苎麻、亚麻、木棉、棉、玉米秸秆、高粱秸秆中的一种或两种及其以上的组合物。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、二亚乙基三胺、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或两种及其以上的组合物。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述无机盐填料为硅酸钠、甲基硅酸钠、钠基膨润土、甲基硅醇钠、硫酸铝钾、硫酸钙、粉石英、硬脂酸镁中的两种或两种以上的组合物。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述有机硅树脂为各种聚烷基有机硅树脂的组合物。
作为本发明所述自愈合兼粘合建筑防水剂的一种优选方案，其中：所述溶剂为乙醇、邻苯二甲酸二丁酯、醋酸正丙酯的组合物。
因此，本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种自愈合兼粘合建筑防水剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种自愈合兼粘合建筑防水剂的制备方法，包括，将4.5～7.5份生物质超细纤维粉、9～15份氧化物前驱体缓慢加入到15～24份乙醇、9～15份邻苯二甲酸二丁酯和16～25份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在145～215rpm下搅拌8～12min，得到混合液 A；将11～18份交联剂、6.5～11.5份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在 350～550rpm下搅拌8～12min，得到混合液B；将混合液B缓慢加入到混合液 A中，加入无机盐填料12～20份，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
本发明有益效果：
(1)本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂采用环保原料，特别是含有取自植物的生物质超细粉末，不仅降低了成本，也进一步提高了建筑防水剂的安全性。
(2)本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，主要通过四类成分的复配达到防水的功能：生物质超细纤维粉和氧化物前驱体赋予粗糙度，结合有机硅树脂发挥的低表面能和交联剂固化的作用，提供给防水剂出色的防水防渗漏性能。实验证实，这四种成分的合理复配效果远好于单独使用其中任意一种成分，说明它们之间发生了协同增效的作用。
(4)本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，其制备过程中需分为混合液A 和混合液B，并由B缓慢加入到A中，再加入无机盐填料混合。实验证实，只有这种配制方法和加料顺序，所得防水剂才会获得更好的分散稳定性，其防水、自愈合、粘合的功能才能得到充分发挥，这说明配制方法和加料顺序对成品性质也起着决定性的作用。
(5)本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，其氧化物前驱体、交联剂的添加不仅强化了防水剂的自愈合功能，还令人意外地起到粘合建材的效果，这使其在应用时更具附加功能性，降低了其他建筑用外加剂的成本消耗。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明中有机硅树脂：甲基MQ型硅树脂分散液，山东大易化工有限公司。本发明中其他原料，无特殊说明，均为普通市售。
本发明测试方法：
防水性能测试：将自愈合兼粘合建筑防水剂均匀涂刷于半干燥平整混凝土表面，涂刷量为150g/m2，然后待24h后，通过去离子水与混凝土的接触角来衡量其防水性能。
粘合性能测试：将自愈合兼粘合建筑防水剂均匀涂刷于两块半干燥平整混凝土表面，涂刷量为150g/m2，然后待2h后，将两块混凝土涂刷过防水剂的一面相贴合，以0.1MPa的压强按压10～20min，再测量混凝土面面之间的拉伸粘结强度。
实施例1
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至1500目即得到生物质超细纤维粉；
将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯、8份钛酸四丁酯缓慢加入到 19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A；
将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9 份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液 B；
将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀稳定，整理后混凝土与水接触角为158°，拉伸粘结强度为1.83MPa。
对照例1
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至1500目即得到生物质超细纤维粉；
将2份生物质超细纤维粉、5.5份钛酸异丙酯、10.5份钛酸四丁酯缓慢加入到19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A(与实施例1相比减少了生物质超细纤维粉的用量，而以氧化物前驱体补充余量)；
将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9 份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液 B；
将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀稳定，整理后混凝土与水接触角为146°，拉伸粘结强度为1.35MPa。
对照例2
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至200目即得到生物质超细纤维粉(与实施例1相比生物质超细纤维粉只研磨至200目)；
将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯、8份钛酸四丁酯缓慢加入到 19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A；
将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9 份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液 B；
将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀稳定，整理后混凝土与水接触角只有141°，拉伸粘结强度为1.52MPa。
对照例3
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至1500目即得到生物质超细纤维粉；
将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯、8份钛酸四丁酯缓慢加入到19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A；
将4.5份过氧化苯甲酰、19份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450 rpm下搅拌10min，得到混合液B(与实施例1相比减少了交联剂的用量，而以有机硅树脂补充余量)；
将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀稳定，整理后混凝土与水接触角为149°，拉伸粘结强度仅为0.74MPa。
对照例4
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至1500目即得到生物质超细纤维粉；
将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯缓慢加入到22.5份乙醇、13份邻苯二甲酸二丁酯和24.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A(与实施例1相比减少了氧化物前驱体的添加量，而以溶剂补充余量)；
将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9 份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液 B；
将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀稳定，整理后混凝土与水接触角只有138°，拉伸粘结强度仅为0.69MPa。
对照例5
将干燥工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维(质量比为1:2:1.5)进行闪爆处理，并研磨至1500目即得到生物质超细纤维粉；
将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯、8份钛酸四丁酯、2份钠基膨润土、4.5份甲基硅醇钠、3.5份硫酸铝钾、3.5份粉石英、2.5份硬脂酸镁缓慢加入到19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A；
将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9 份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液 B；
将混合液A缓慢加入到混合液B中，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂(与实施例1相比加料顺序和配制方法不同)。
测试结果：所得自愈合兼粘合建筑防水剂分散均匀但不够稳定，久置分层，整理后(混匀使用)混凝土与水接触角仅为142°，拉伸粘结强度为1.56MPa。
综上，本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂采用环保原料，特别是含有取自植物的生物质超细粉末，不仅降低了成本，也进一步提高了建筑防水剂的安全性。
本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，主要通过四类成分的复配达到防水的功能：生物质超细纤维粉和氧化物前驱体赋予粗糙度，结合有机硅树脂发挥的低表面能和交联剂固化的作用，提供给防水剂出色的防水防渗漏性能。实验证实，这四种成分的合理复配效果远好于单独使用其中任意一种成分，说明它们之间发生了协同增效的作用。
本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，其制备过程中需分为混合液A和混合液B，并由B缓慢加入到A中，再加入无机盐填料混合。实验证实，只有这种配制方法和加料顺序，所得防水剂才会获得更好的分散稳定性，其防水、自愈合、粘合的功能才能得到充分发挥，这说明配制方法和加料顺序对成品性质也起着决定性的作用。
本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，其氧化物前驱体、交联剂的添加不仅强化了防水剂的自愈合功能，还令人意外地起到粘合建材的效果，这使其在应用时更具附加功能性，降低了其他建筑用外加剂的成本消耗。
本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，可以通过涂刷、与混凝土均匀混合等方式来应用，由于该防水剂与各种混凝土的贴合性很好，故在涂刷时能充分渗入到混凝土外层几毫米厚的范围内，从而弥补结构缺陷，增强混凝土自愈合及粘合性能。本发明的自愈合兼粘合建筑防水剂，使用方式无限制，施工简便。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种自愈合兼粘合建筑防水剂，其特征在于：包括，所述自愈合兼粘合建筑防水剂包括如下重量份数的原料：氧化物前驱体9～15份、生物质超细纤维粉4.5～7.5份、交联剂4～6份、无机盐填料12～20份、有机硅树脂6.5～11.5份、溶剂40～64份；
所述生物质超细纤维粉的制备方法为将干燥至水分含量为5～8％的植物纤维进行闪爆处理后，并研磨至500～2000目即得到生物质超细纤维粉；其中，所述空气闪爆处理的压力为1～2.0MPa，蒸汽温度为90℃～120℃，时间为10～20min；
其中所述氧化物前驱体为钛酸异丙酯、钛酸四丁酯的组合物，所述植物纤维为工业大麻、苎麻、玉米秸秆纤维的组合物，所述交联剂为过氧化苯甲酰、二亚乙基三胺、乙烯基三乙氧基硅烷的组合物，所述无机盐填料为钠基膨润土、甲基硅醇钠、硫酸铝钾、粉石英、硬脂酸镁的组合物，所述有机硅树脂为各种聚烷基有机硅树脂的组合物，所述溶剂为乙醇、邻苯二甲酸二丁酯和醋酸正丙酯中的组合物。
2.如权利要求1所述的自愈合兼粘合建筑防水剂的制备方法，其特征在于：包括，将6份生物质超细纤维粉、4份钛酸异丙酯、8份钛酸四丁酯缓慢加入到 19.5份乙醇、12份邻苯二甲酸二丁酯和20.5份醋酸正丙酯中，同时使用高速搅拌机在180rpm下搅拌10min，得到混合液A；将4.5份过氧化苯甲酰、3份二亚乙基三胺、7份乙烯基三乙氧基硅烷、9份有机硅树脂混合，并使用高速搅拌机在450rpm下搅拌10min，得到混合液B；将混合液B缓慢加入到混合液A中，加入2份钠基膨润土、4.5 份甲基硅醇钠、3.5 份硫酸铝钾、3.5 份粉石英、2.5 份硬脂酸镁，搅拌至得到均匀粘稠状液体，即得自愈合兼粘合建筑防水剂。
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