CN113480228A - 一种自愈型无机纳米防水液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自愈型无机纳米防水液，由以下成份组成：硅酸钠，纳米二氧化硅乳液，硅酸镁锂，硅烷偶联剂，表面活性剂，云母粉，调节剂，促凝剂，金属离子螯合剂，防冻剂，去离子水。本发明可有效防止基材因渗水、日照、酸雨、除冰盐和海水的侵蚀，预防混凝土及内部钢筋结构腐蚀、疏松、剥落、霉变。

Description

一种自愈型无机纳米防水液及其制备方法
技术领域
本发明属于防水液制备领域，尤其涉及一种自愈型无机纳米防水液及其制备方法。
背景技术
混凝土之所以发生渗漏，是因其内部含有大量的孔隙和微裂纹，形成渗水通道，要防止混凝土渗水，需堵塞或切断毛细通道，增加混凝土憎水性能，产生气泡切断这些通道是常见的做法。
提高抗渗性能是防水的主要策略，主要防水剂有氯盐类、硬酯酸盐类、硅酸盐、有机硅类的防水剂等。氯盐类存在腐蚀金属的问题、硬脂酸类存在水浸泡流失而降低强度的问题、有机硅类存在耐碱性问题，而硅酸盐存在硬化过快造成速凝、假凝的问题。因此单一的防水剂及很难达到防渗、耐酸碱、耐硫酸盐、耐氯离子侵蚀的效果。
基于上述问题，提出一种自愈型无机纳米防水液及其制备方法，可有效防止基材因渗水、日照、酸雨、除冰盐和海水的侵蚀，预防混凝土及内部钢筋结构腐蚀、疏松、剥落、霉变。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种自愈型无机纳米防水液，由以下重量份组成：硅酸钠：20-30份，纳米二氧化硅乳液：20-30份，硅酸镁锂：1-5份，硅烷偶联剂：5-10份，表面活性剂：0.01-0.03份，云母粉：3-5份，调节剂：0.1-0.3份，促凝剂：0.2-0.4份，金属离子螯合剂：0.2-1份，防冻剂：0.2-1份，去离子水：100-120份。
优选的，所述纳米二氧化硅乳液为疏水无定形纳米二氧化硅乳液，其是亲水二氧化硅气凝胶经硅烷交联剂疏水改性制成。
优选的，所述硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、正(异)丁基三乙氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷其中的一种。
优选的，所述表面活性剂为Tween 80、Aerosol OT中的一种，其主要作用是增强硅烷偶联剂的溶解性。
优选的，所述云母粉为400-1000目的天然云母粉薄片，能够增加防水剂强度，改善孔隙结构。
优选的，所述调节剂为重铬酸钾，能够改善体系粘度。
优选的，所述促凝剂为三乙醇胺。
优选的，所述钙离子螯合剂由糖钠、海藻酸钠、螯合钙离子制成，能够延缓硅酸与钙离子的反应，增强混凝土的分散作用，防止速凝。
优选的，所述防冻剂为碳酸钾。
优选的，该方法的制备步骤为：
步骤1：首先将20-30份的去离子水加入高速混合机，并加入上述重量份的云母粉、调节剂、促凝剂、分散剂、金属离子螯合剂、防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a；
步骤2：接着将80-90份去离子水加入反应釜中，再加入纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入表面活性剂、硅烷偶联剂、硅酸钠、硅酸镁锂完全溶解，反应2-4h后，冷却过滤，滤液为混合液b；
步骤3：将混合液b与混合液a混合搅拌均匀，即得该产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明对硅酸钠疏水改性，很好的克服了其速凝性能，使堵漏防水剂应用于混凝土内掺防水剂中，且与疏水二氧化硅配合使用，使其具有超强的自愈能力，且本身疏水性能优越，不但能够堵塞、密实混凝土渗水通道，还能够切断、改变渗水通道路径，其内部的硅酸镁锂独特的“卡片宫”缔结网络结构，云母粉的片剂“v”字型结构，进一步改变疏水通道路；采用的硅烷偶联剂，其辛基、丁基的疏水改性结构具有良好耐碱性、疏水性，可有效防止基材因渗水、日照、酸雨、除冰盐和海水的侵蚀，预防混凝土及内部钢筋结构腐蚀、疏松、剥落、霉变。
附图说明
图1是本发明的实施例1、2、3的渗透力测试结果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
硅酸钠：20份、纳米二氧化硅乳液30份、硅酸镁锂2份、硅烷偶联剂8份、表面活性剂0.02份、云母粉5份、调节剂0.3份、促凝剂0.3份、金属离子螯合剂0.5份、防冻剂0.2份、去离子水100份。
具体的，防水液的制备步骤为：
(1)将20份去离子水加入高速混合机，加入5份云母粉，0.3份调节剂，0.3份促凝剂，0.5份金属离子螯合剂，0.2份防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a。
(2)再将80份去离子水加入反应釜，再加入30份纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入0.02份表面活性剂、8份硅烷偶联剂、20份硅酸钠、2份硅酸镁锂至完全溶解，反应4h后冷却过滤，滤液为混合液b；
(3)将混合液b与混合液a混合搅拌30min，即得该产品。
实施例2：
硅酸钠：20份、纳米二氧化硅乳液20份、硅酸镁锂1份、硅烷偶联剂8份、表面活性剂0.02份、云母粉5份、调节剂0.3份、促凝剂0.3份、金属离子螯合剂0.5份、防冻剂0.2份、去离子水100份。
具体的，防水液的制备步骤为：
(1)将20份去离子水加入高速混合机，并依次加入5份云母粉，0.3份调节剂，0.3份促凝剂，0.5份金属离子螯合剂，0.2份防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a；
(2)再将80份去离子水加入反应釜，加入20份纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入0.02份表面活性剂、8份硅烷偶联剂、20份硅酸钠、1份硅酸镁锂至完全溶解，反应4h后冷却过滤，滤液为混合液b；
(3)将混合液b与混合液a混合搅拌30min，即得该产品。
实施例3：
硅酸钠：30份、纳米二氧化硅乳液20份、硅酸镁锂2份、硅烷偶联剂10份、表面活性剂0.2份、云母粉5份、调节剂0.3份、促凝剂0.3份、金属离子螯合剂5份、防冻剂2份、去离子水100份。
具体的，防水液的制备步骤为：
(1)将20份去离子水加入高速混合机，依次加入5份云母粉，0.3份调节剂，0.3份促凝剂，5份金属离子螯合剂，2份防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a。
(2)再将80份去离子水加入反应釜，加入20份纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入0.2份表面活性剂、10份硅烷偶联剂、30份硅酸钠、2份硅酸镁锂完全溶解，反应4h后冷却过滤，滤液为混合液b。
(3)将混合液b与混合液a混合搅拌30min，即得该产品。
实施例4：
硅酸钠：20份、纳米二氧化硅乳液20份、硅酸镁锂3份、硅烷偶联剂5份、表面活性剂0.02份、云母粉5份、调节剂0.3份、促凝剂0.3份、金属离子螯合剂0.4份、防冻剂0.2份、去离子水100份。
具体的，防水液的制备步骤为：
(1)将20份去离子水加入高速混合机，再依次加入5份云母粉，0.3份调节剂，0.3份促凝剂，0.4份金属离子螯合剂，0.2份防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a。
(2)将80份去离子水加入反应釜，再加入20份纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入0.02份表面活性剂、5份硅烷偶联剂、20份硅酸钠、3份硅酸镁锂完全溶解，反应4h后冷却过滤，滤液为混合液b。
(4)将混合液b与混合液a混合搅拌30min，即得该产品。
如附图1所示，将上述实施例1、2、3的自愈型无机纳米防水剂分别掺入砂浆，砂浆为1：3的水泥：沙子制成，参入量为水泥量的4％，测试结果如附图1所示，由结果可知，实施例2的渗透力最强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及等同物限定。

Claims (10)

1.一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，由以下重量份组成：硅酸钠：20-30份，纳米二氧化硅乳液：20-30份，硅酸镁锂：1-5份，硅烷偶联剂：5-10份，表面活性剂：0.01-0.03份，云母粉：3-5份，调节剂：0.1-0.3份，促凝剂：0.2-0.4份，金属离子螯合剂：0.2-1份，防冻剂：0.2-1份，去离子水：100-120份。
2.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述纳米二氧化硅乳液为疏水无定形纳米二氧化硅乳液，其是亲水二氧化硅气凝胶经硅烷交联剂疏水改性制成。
3.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为正辛基三乙氧基硅烷、正(异)丁基三乙氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷其中的一种。
4.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述表面活性剂为Tween 80、Aerosol OT中的一种，其主要作用是增强硅烷偶联剂的溶解性。
5.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述云母粉为400-1000目的天然云母粉薄片，能够增加防水剂强度，改善孔隙结构。
6.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述调节剂为重铬酸钾，能够改善体系粘度。
7.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述促凝剂为三乙醇胺。
8.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述钙离子螯合剂由糖钠、海藻酸钠、螯合钙离子制成，能够延缓硅酸与钙离子的反应，增强混凝土的分散作用，防止速凝。
9.如权利要求1所述的一种自愈型无机纳米防水液，其特征在于，所述防冻剂为碳酸钾。
10.一种如权利要求1所述的自愈型无机纳米防水液的制备方法，其特征在于，该方法的制备步骤为：
步骤1：首先将20-30份的去离子水加入高速混合机，并加入上述重量份的云母粉、调节剂、促凝剂、分散剂、金属离子螯合剂、防冻剂，混合搅拌均匀，形成混合液a；
步骤2：接着将80-90份去离子水加入反应釜中，再加入纳米二氧化硅乳液，加热至50-60℃，依次加入表面活性剂、硅烷偶联剂、硅酸钠、硅酸镁锂完全溶解，反应2-4h后，冷却过滤，滤液为混合液b；
步骤3：将混合液b与混合液a混合搅拌均匀，即得该产品。
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