CN112745069A - 一种水泥基防水材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30‑40份、火山灰15‑25份、氟石膏1‑3份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维4‑8份、超支化4A分子筛2‑5份、环氧基有机氟硅油1‑3份、磺化SBS 5‑10份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP‑1 3‑5份、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸/N‑三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5‑二氨基‑1H‑吡唑‑4‑羧酸烯丙酯共聚物8‑12份、丙烯酸铝0.1‑0.3份、水溶性引发剂0.1‑0.2份、水20‑30份。本发明还提供了一种所述水泥基防水材料的制备方法。本发明提供的水泥基防水材料综合性能和性能稳定性佳，适应基体变形能力强，韧性和粘结强度足，结构致密，防水性能和耐久性更好，使用寿命更长。

Description

一种水泥基防水材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及防水材料技术领域，尤其涉及一种水泥基防水材料及其制备方法。
背景技术
随着建筑业的快速发展，防水工程作为施工中重要的一部分，越来越被这个行业所重视。目前建筑工程中普通混凝土的抗渗、防水性能较差，经常发生裂缝的问题。为达到混凝土抗渗、防水的目的，在抗渗混凝土中常常采用加入防水外加剂、多加水泥或提高砂率等方法。防水材料起到抵御外界雨水、地下水渗漏的柔性建材产品，作为工程基础与建筑物之间无渗漏连接，是整个工程防水的第一道屏障，对整个工程起着至关重要的作用。
现有的防水材料种类繁多，其中水泥基防水材料是较为常见的一种，它属于刚性材料，通常以水泥、砂、石为主要原料，掺加少量有机、无机外加剂，如减水剂、膨胀剂等，在水泥基材表面或者内部形成一层致密层，阻止水分的通过，从而达到防水的目的。但是由于水泥基防水材料是一种多相复合脆性材料，不同相之间存在性能薄弱的界面过渡区，导致水泥基材料内部易产生裂纹，导致防水性能变差，严重影响建筑物服役寿命。除此之外，目前市场上的产品在湿度较大的环境中，仍会发生空鼓、开裂、脱落等现象，存在生产工艺复杂，冬季液料容易结冰导致破乳，无法运输、门店陈列、使用，无法适应基体较大的伸缩变形等缺陷。
例如，专利CN106946518A公开了一种速凝水泥基渗透结晶自修复防水材料及其制备方法，所述速凝水泥基渗透结晶型自修复防水材料是由下述重量份的组分组成：硅酸盐水泥55～75份，石英砂25～45份，缓冲剂3～10份，活性组分A 4～12份，活性组分B 4～15份，膨胀剂2～6份，钙离子补充剂1～12份，减水剂1～4份。该发明所公开的防水材料通过简单的物理混合方法制得，初凝时间短，可以渗透进入水泥基材料内部形成结晶体堵塞微裂缝，同时也赋予水泥基材料长久的自修复性能和良好的防水、耐久性能，但是其粘结强度和柔性性能不高。
本发明提供一种水泥基防水材料及其制备工艺，该防水材料具有适应基体变形能力，韧性佳，结构致密，防水性能和耐久性更好，粘结强度足的优点。
发明内容
本发明的发明目的就是针对上述技术缺陷，提供一种综合性能和性能稳定性佳，适应基体变形能力强，韧性和粘结强度足，结构致密，防水性能和耐久性更好，使用寿命更长的水泥基防水材料。本发明的另一个目的是提供一种上述水泥基防水材料的制备工艺，该制备工艺简单，生产成本低廉，适合工业化生产。
本发明采用的技术方案为，一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、火山灰15-25份、氟石膏1-3份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维4-8份、超支化4A分子筛2-5份、环氧基有机氟硅油1-3份、磺化SBS 5-10份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 3-5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物8-12份、丙烯酸铝0.1-0.3份、水溶性引发剂0.1-0.2份、水20-30份。
本发明的一个实施例中，所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥、普通硅酸盐42.5R水泥中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
本发明的一个实施例中，所述火山灰的粒径为300-800目。
本发明的一个实施例中，所述氟石膏的粒径为500-800目。
本发明的一个实施例中，所述亲水性氮掺杂碳纳米纤维为按申请号为202010631709.7的中国发明专利实施例1中的方法制成的亲水性氮掺杂碳纳米纤维。
本发明的一个实施例中，所述超支化4A分子筛为按申请号为200810040323.8的中国发明专利实施例1中的方法制成的超支化4A分子筛。
本发明的一个实施例中，所述环氧基有机氟硅油为按申请号为201610813723.2的中国发明专利实施例1中的方法制成的环氧基有机氟硅油。
本发明的一个实施例中，所述超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1为按CN102690641A实施例1中的方法制成的超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1。
本发明的一个实施例中，所述磺化SBS的磺化度为8-16%，其中苯乙烯的质量含量为30-45%；数均分子量为50000-80000。
本发明的一个实施例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物。
本发明的一个实施例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-4):1:1:(0.5-1):(0.05-0.06):(20-30)。
本发明的一个实施例中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
本发明的一个实施例中，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
本发明的一个实施例中，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在60-80℃，转速为600-800r/min下机械搅拌35-55min，得到水泥基防水材料。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
本发明实施例中所述原料均为商业购买。
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、火山灰15-25份、氟石膏1-3份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维4-8份、超支化4A分子筛2-5份、环氧基有机氟硅油1-3份、磺化SBS 5-10份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 3-5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物8-12份、丙烯酸铝0.1-0.3份、水溶性引发剂0.1-0.2份、水20-30份。本发明的一个实施例中，所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥、普通硅酸盐42.5R水泥中的一种或两种以任意比例混合的混合物；所述火山灰的粒径为300-800目；所述氟石膏的粒径为500-800目。本发明的一个实施例中，所述亲水性氮掺杂碳纳米纤维为按申请号为202010631709.7的中国发明专利实施例1中的方法制成的亲水性氮掺杂碳纳米纤维；所述超支化4A分子筛为按申请号为200810040323.8的中国发明专利实施例1中的方法制成的超支化4A分子筛；所述环氧基有机氟硅油为按申请号为201610813723.2的中国发明专利实施例1中的方法制成的环氧基有机氟硅油；所述超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1为按CN102690641A实施例1中的方法制成的超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1。
本发明的一个实施例中，所述磺化SBS的磺化度为8-16%，其中苯乙烯的质量含量为30-45%；数均分子量为50000-80000。本发明的一个实施例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物。
本发明的一个实施例中，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-4):1:1:(0.5-1):(0.05-0.06):(20-30)；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。本发明的一个实施例中，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在60-80℃，转速为600-800r/min下机械搅拌35-55min，得到水泥基防水材料。
本发明的有益效果是：
1、只需在60-80℃下机械搅拌后即可，过程无需专用设备，耗能低，制备工艺简单，生产成本低廉，适合工业化生产。
2、通过各组分协同作用，克服了现有的防水材料是一种多相复合脆性材料，不同相之间存在性能薄弱的界面过渡区，导致水泥基材料内部易产生裂纹，导致防水性能变差，严重影响建筑物服役寿命；目前市场上的产品在湿度较大的环境中，仍会发生空鼓、开裂、脱落等现象，存在生产工艺复杂，冬季液料容易结冰导致破乳，无法运输、门店陈列、使用，无法适应基体较大的伸缩变形等缺陷；使得制成的水泥基防水材料综合性能和性能稳定性佳，适应基体变形能力强，韧性和粘结强度足，结构致密，防水性能和耐久性更好，使用寿命更长。
3、通过水泥、火山灰和氟石膏这些无机组分协同作用，使得制成的防水材料强度高，耐磨性好，韧性佳，水泥浆料包裹火山灰和氟石膏，填充其表面空隙，在材料硬化时，水泥浆起到润滑作用，赋予拌合物一定的流动性和粘聚性，便于施工；在硬化后，各组分能胶结成一个整体，改善材料的强度和耐久性，减少干缩。亲水性氮掺杂碳纳米纤维的加入，由于其表面亲水，有利于其与其它组分的相容，提高分散性能，使得各组分结合更紧密，进而改善抗渗性和防水性能，且这种亲水性的表面还能起到吸水保水作用，使得材料不易失水干缩并在较长的一段时间内逐步释放，赋予砂浆良好的保水性和工作性。其内部碳耐米纤维结构憎水，该纳米材料在施工过程中随水进入材料多孔结构的内部孔缝中，填充使得材料结构更加致密，增强体系内聚力，并且在防水体系受到外力冲击时，可以作为应力传导的介质，起到分散应力的作用，减少裂缝的发生。
4、超支化4A分子筛的添加能进一步改善防水和机械力学性能，超支化结构能改善和易性和施工性能，进而提高材料的综合性能和性能稳定性；环氧基有机氟硅油、磺化SBS份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物与其它无机组分协同作用，可以在材料内部形成有机材料和无机材料两种网络之间的互穿结构，改善综合性能，提高防水效果。环氧基有机氟硅油、丙烯酸铝结构，共同构成防水体系，显著改善材料防水性能，环氧基有机氟硅油上的环氧基能与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物上的氨基发生环氧开环反应，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物上的羟基、磺酸基、乙氧基硅基这些活性基团能通过架桥作用改善材料的综合性能，特别是组分中含有的磺酸基这些荷负电组分，能吸附在无机组分表面，形成防水膜，进而改善抗渗性和防水性，同时起到减水、缓凝、防冻和早强作用。
5、磺化SBS的加入能提高材料的防水性，改善其适应基体变形能力和韧性；其上的磺酸基能起到减水作用，进而改善材料综合性能和性能稳定性。在水溶性引发剂作用下，丙烯酸铝能与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物发生交联反应，使得形成三维网络结构，分散于材料中，在遇到水后，溶胀膨胀，起到阻塞漏缝的作用，进而进一步改善防水抗渗性能。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物各共聚单体在电子效应、位阻效应的多重作用下，使得耐久性更好，对材料综合性能和性能稳定性的贡献大。
实施例
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30份、火山灰15份、氟石膏1份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维4份、超支化4A分子筛2份、环氧基有机氟硅油1份、磺化SBS 5份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 3份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物8份、丙烯酸铝0.1份、水溶性引发剂0.1份、水20份。
所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥；所述火山灰的粒径为300目；所述氟石膏的粒径为500目；所述磺化SBS的磺化度为8%，其中苯乙烯的质量含量为30%；数均分子量为50000。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2:1:1:0.5:0.05:20；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气；所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐。
一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在60℃，转速为600r/min下机械搅拌35min，得到水泥基防水材料。
实施例2
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥33份、火山灰17份、氟石膏1.5份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维5份、超支化4A分子筛2.5份、环氧基有机氟硅油1.5份、磺化SBS 6份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 3.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物9份、丙烯酸铝0.15份、水溶性引发剂0.13份、水23份；所述水泥为普通硅酸盐42.5R水泥；所述火山灰的粒径为400目；所述氟石膏的粒径为600目；所述磺化SBS的磺化度为10%，其中苯乙烯的质量含量为33%；数均分子量为60000。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，68℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2.5:1:1:0.6:0.052:23；所述引发剂为偶氮二异庚腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述水溶性引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。
一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在65℃，转速为650r/min下机械搅拌40min，得到水泥基防水材料。
实施例3
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥35份、火山灰20份、氟石膏2份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维6份、超支化4A分子筛3.5份、环氧基有机氟硅油2份、磺化SBS 7.5份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 4份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物10份、丙烯酸铝0.2份、水溶性引发剂0.15份、水25份；所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥；所述火山灰的粒径为550目；所述氟石膏的粒径为650目；所述磺化SBS的磺化度为12%，其中苯乙烯的质量含量为38%；数均分子量为65000。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为3:1:1:0.7:0.055:25；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气。
所述水溶性引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐。
一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在70℃，转速为700r/min下机械搅拌45min，得到水泥基防水材料。
实施例4
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥38份、火山灰24份、氟石膏2.5份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维7.5份、超支化4A分子筛4.5份、环氧基有机氟硅油2.5份、磺化SBS 9份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 4.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物11份、丙烯酸铝0.25份、水溶性引发剂0.18份、水28份；所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥、普通硅酸盐42.5R水泥按质量比3:2混合的混合物；所述火山灰的粒径为700目；所述氟石膏的粒径为750目；所述磺化SBS的磺化度为14%，其中苯乙烯的质量含量为43%；数均分子量为75000。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，73℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为3.5:1:1:0.9:0.058:28；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:2混合而成的混合物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺按质量比1:3:3混合而成；所述惰性气体为氩气。
所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉按质量比1:1:3:5混合而成。
一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在75℃，转速为780r/min下机械搅拌53min，得到水泥基防水材料。
实施例5
一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、火山灰25份、氟石膏3份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维8份、超支化4A分子筛5份、环氧基有机氟硅油3份、磺化SBS 10份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物12份、丙烯酸铝0.3份、水溶性引发剂0.2份、水30份；所述水泥为普通硅酸盐42.5R水泥；所述火山灰的粒径为800目；所述氟石膏的粒径为800目；所述磺化SBS的磺化度为16%，其中苯乙烯的质量含量为45%；数均分子量为80000。
所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，75℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为4:1:1:1:0.06:30；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氮气。所述水溶性引发剂为偶氮二异丙基咪唑啉。
一种所述水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在80℃，转速为800r/min下机械搅拌55min，得到水泥基防水材料。
对比例1
采用与实施例1基本相同的工艺和配方制备水泥基防水材料，不同的是没有添加亲水性氮掺杂碳纳米纤维。
对比例2
采用与实施例1基本相同的工艺和配方制备水泥基防水材料，不同的是没有添加超支化4A分子筛。
对比例3
采用与实施例1基本相同的工艺和配方制备水泥基防水材料，不同的是没有添加2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物。
对比例4
采用与实施例1基本相同的工艺和配方制备水泥基防水材料，不同的是没有添加环氧基有机氟硅油和丙烯酸铝。
对比例5
采用与实施例1基本相同的工艺和配方制备水泥基防水材料，不同的是没有添加磺化SBS和超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1。
为了进一步说明本发明实施例的有益技术效果，分别就本发明实施例1-5及对比例1-5的各水泥基防水材料按照我国现行相应国标进行性能测试，测试结果见表1。
表1 实施例和对比例中水泥基防水材料性能测试结果
项目 0.8MPa下不透水性 0.1M NaOH溶液浸泡测试耐碱性 0.1M 硫酸溶液浸泡测试耐酸性 抗拉强度（MPa） 撕裂强度（N•cm<sup>-1</sup>）
实施例1 3.0h不透水 18天无剥离 22天无剥离 23.2 55.8
实施例2 3.3h不透水 21天无剥离 25天无剥离 23.9 56.6
实施例3 3.7h不透水 25天无剥离 29天无剥离 24.5 57.5
实施例4 4.0h不透水 28天无剥离 31天无剥离 25.0 58.1
实施例5 4.2h不透水 30天无剥离 33天无剥离 25.4 58.8
对比例1 1.5h不透水 13天无剥离 15天无剥离 18.4 51.8
对比例2 1.9h不透水 14天无剥离 17天无剥离 16.8 50.5
对比例3 2.2h不透水 14天无剥离 18天无剥离 19.2 52.3
对比例4 1.3h不透水 12天无剥离 14天无剥离 16.3 50.0
对比例5 1.6h不透水 15天无剥离 19天无剥离 17.5 51.1
从表1可以看出，本发明公开的水泥基防水材料透水性、耐酸碱性和机械力学性能更优异，这是各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水泥基防水材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、火山灰15-25份、氟石膏1-3份、亲水性氮掺杂碳纳米纤维4-8份、超支化4A分子筛2-5份、环氧基有机氟硅油1-3份、磺化SBS 5-10份、超支化磺酸盐表面活性剂SHBP-1 3-5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物8-12份、丙烯酸铝0.1-0.3份、水溶性引发剂0.1-0.2份、水20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐42.5水泥、普通硅酸盐42.5R水泥中的一种或两种以任意比例混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述火山灰的粒径为300-800目；所述氟石膏的粒径为500-800目。
4.根据权利要求1所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述磺化SBS的磺化度为8-16%，其中苯乙烯的质量含量为30-45%；数均分子量为50000-80000。
5.根据权利要求1所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/丙烯酸铝/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/乙烯基三乙氧基硅烷/3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯共聚物。
6.根据权利要求5所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、3,5-二氨基-1H-吡唑-4-羧酸烯丙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-4):1:1:(0.5-1):(0.05-0.06):(20-30)。
7.根据权利要求5所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种水泥基防水材料，其特征在于，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的水泥基防水材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合，在60-80℃，转速为600-800r/min下机械搅拌35-55min，得到水泥基防水材料。
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