CN115124275A - 一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下原料组成：硅酸锂、硅酸钠、甲基硅酸钠、改性苯丙乳液、聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、水、渗透助剂。本发明有效解决了因硅酸锂形成的涂层的附着力差、涂膜性脆等缺点，本发明制备的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂不仅使得混凝土具有良好的抗吸水性能和抗氯离子渗透性能，同时还具有良好抗压性能。

Description

一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂。
背景技术
混凝土是现代重要的建筑材料之一，广泛用于桥梁、桥面、桥桩、大型场馆、机场跑道、海港、码头、隧道、地铁、蓄水池、污水池等。混凝土具有一定的耐腐蚀性，经常用于钢结构的保护。但是混凝土本身也有反应性，比如说在酸性环境中，混凝土中的碱性成分会与环境中的酸作用而使自身遭到破坏所以它的表面也需要涂料的保护。
目前针对已经成型的混凝土，越来越多的工程采用涂刷混凝土保护剂的方法来进行外保护，以增强其耐久性，混凝土保护剂的种类繁多，大量的工程实践已经证明了大多数保护剂能对混凝土耐久性产生有益影响，但是依然没有解决混凝土的抗氯离子渗透性能差以及有效降低吸水性能，从而制约了混凝土保护剂的进一步发展。
中国发明专利(申请号：202110427160.4)公开了一种硅酸锂系渗透型防护涂料组合物及其制备方法，由23wt％的水溶硅酸锂、浓度为99wt％的甲基硅酸钠溶液、硅酸钠粉末、十二烷基苯磺酸钠、三乙胺、硅烷偶联剂KH550和水性环氧树脂E40制成。本发明以金属硅酸盐为无机体系，以水性环氧树脂等为有机体系，所制成的硅酸锂系-硅烷系渗透型复合防护涂层能在混凝土表面形成防水层，堵塞混凝土的微裂纹，可解决混凝土的渗水问题。尽管该发明能够有效解决混凝土开裂和渗水问题，但是依然没有有效的解决抗氯离子渗透的关键问题，混凝土长期饱受氯离子的侵害依然容易破坏。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下原料组成：硅酸锂、硅酸钠、甲基硅酸钠、改性苯丙乳液、聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、水、渗透助剂。
进一步的，由以下重量份原料组成：50-100重量份硅酸锂、10-30重量份硅酸钠、3-30重量份甲基硅酸钠、5-30重量份改性苯丙乳液、1-10重量份聚二甲基硅氧烷、2-20重量份硅烷偶联剂、20-50重量份水、2-10重量份渗透助剂。
在渗透保护剂的制备过程中同时添加了硅烷化改性全氟聚醚化合物和具有成膜性能的壳聚糖，硅烷化改性全氟聚醚化合物中的亲水端有利于增加混凝土的润湿性能，增大亲水端在混凝土内部的渗透深度，增强混凝土的抗渗性；由于硅烷化改性全氟聚醚化合物是高分子聚合物，粘结性和缠绕性较好，可以将混凝土中的各物质紧密的缠绕在一起，使得混凝土的紧实密度增加，同时还能够促进硅酸钠、硅酸锂、改性苯丙乳液的渗透性能，使其能够与混凝土内部水泥水化产物氢氧化钙发生化学反应，生成不溶物碳酸钙晶体堵塞修复裂缝和孔隙，填充裂纹，达到增加密实性效果，最终提高防水材料的力学性能。
所述渗透助剂的制备方法如下：在氮气环境下，将8-12重量份全氟聚醚羧酸、20-40重量份氢氟醚混合，在300-500rpm下搅拌5-15min；再加入0.5-2重量份乙二酰氯，在50-70℃、200-400rpm下反应8-14h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入20-40重量份二氯甲烷和4-8重量份氨基硅烷，在室温、500-700rpm下搅拌8-16h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到渗透助剂。
壳聚糖作为一种天然的氨基多糖，具有良好的成膜性，而且对气体有一定的选择渗透作用，能阻挡外界氧气和水进入膜内。但是壳聚糖的水溶性很差，因此，需要对壳聚糖进行改性，让其具有更好的成膜性、润湿性等特性，这对抗渗透保护具有更好的作用。
混凝土中渗透保护剂常用采用有机硅烷表面活性剂、氟碳表面活性剂等低表面张力的表面活性剂中的一种或其混合物。但是这些渗透保护剂存在一定的缺点，并不能阻止外界的水分、氯化物进入混凝土，使得混凝土长期受到水分、氯化物的损坏，而使得混凝土易开裂、破裂，使用寿命不长。因此，需要开发一种新的具有良好膜性并且还能疏水的渗透保护剂，不仅可以有效阻止水分和氯化物进入混凝土，起到良好的防水作用，从而大大降低CO2的碳化作用，故防碳化效果最好；并且还可以提高与混凝土的粘结作用，提高与混凝土表面附着力，从而有效的减缓、阻止埋藏于混凝土内部的钢筋出现生锈或腐蚀的情形。本发明制备得到的壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物可以有效提高渗透保护剂的成膜性能和疏水性能，可以有效阻止外界的水、氧气、氯化物进行混凝土内部，从而破坏内部结构，使得混凝土开裂、损坏以及剥落等现象的发生，导致混凝土的耐久性受到严重影响。
具体的，S1、本发明利用壳聚糖为主要的成膜剂，在酸作为催化剂的情况下，壳聚糖中的氨基与乙酰乙酸甲酯和2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸醛基化合物发生加成反应，得到的壳聚糖水溶性更好的改性壳聚糖，有效提高壳聚糖的分散性能和成膜性能；S2、在氮气环境下，以全氟聚醚羧酸为主要原料，以乙二酰氯作为酰氯化试剂，通过取代反应氯取代全氟聚醚羧酸中的-OH；再加入氨基硅烷(N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷)，通过取代反应将氨基硅烷中的氨基取代酰氯中的氯得到酰氯化的硅烷改性全氟聚醚化合物；S3、以硅烷化改性全氟聚醚化合物和改性壳聚糖为主要原料，通过硅烷改性全氟聚醚化合物中氨基硅烷中羟基和/或羧基与改性壳聚糖中羧基与羟基进行反应，得到壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物。壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物结构中一端为亲水基团的硅烷，另一端为疏水的全氟聚醚基团。涂刷在混凝土基面的硅烷一端渗透至混凝土基面，与混凝土表面的羟基结合，另一端在混凝土基面以外的部分为疏水硅氧烷基团，具有疏水性，同时壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物具有良好的防酸碱水，有效减缓混凝土因碱骨料作用或碱盐类反应而恶化的情形。
优选的，所述渗透助剂的制备方法如下：S1、将3-7重量份壳聚糖和60-120重量份1-4wt％乙酸水溶液混合，在室温、400-600rpm下搅拌5-20min，加热至60-80℃后加入4-8重量份乙酰乙酸甲酯以及1-4重量份2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸，在400-600rpm搅拌反应3-7h，所得产物在水中透析36-72h，冷冻干燥，得到改性壳聚糖；
S2、在氮气环境下，将8-12重量份全氟聚醚羧酸、20-40重量份氢氟醚混合，在300-500rpm下搅拌5-15min；再加入0.5-2重量份乙二酰氯，在50-70℃、200-400rpm下反应8-14h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入20-40重量份二氯甲烷和4-8重量份氨基硅烷，在室温、500-700rpm下搅拌8-16h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S3、将8-12重量份上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、60-80重量份异丙醇、10-30重量份水、0.0.5-0.3重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合，在1000-1500rpm下搅拌20-40min；加入2-6重量份上述改性壳聚糖，在超声功率200-400W、超声功率30-60kHz下超声30-60min；再置于90-120℃下反应3-6h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到渗透助剂。
本发明利用N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷的协同作用，分别利用N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的羟基和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷中的羧基与改性壳聚糖中的羧基和羟基进行反应，得到壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物，提高渗透保护剂的成膜效果以及疏水性能，有效外部水、氧气、氯化物及有害物质侵入到混凝土的内部，导致因混凝土毛细孔水分或者内部皂化造成的化学反应所引起的表皮脱落、开裂、剥落和粘结强度丧失，从而有效的减缓、阻止埋藏于混凝土内部的钢筋出现生锈或腐蚀的情形。
所述氨基硅烷为N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷；优选的，所述氨基硅烷由N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷按照质量比(1-5)：(1-3)组成。
所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷中的至少一种。
所述改性苯丙乳液为有机硅改性苯丙乳液。
本发明的有益效果：
本发明制备得到的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂能够有效解决硅酸锂形成的涂层的附着力差、涂膜性脆等缺点，从而扩大其应用。本发明通过在硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂中添加渗透保护剂，能够有效提高成膜性能和疏水性能，可以防止因混凝土毛细孔水分或者内部皂化造成的化学反应所引起的表皮脱落，开裂和粘结强度丧失。使用该产品将大大保护混凝土因冻融(尤其是使用融雪剂、化冰盐让道路更快去冰)所造成的混凝土基础损坏，开裂，剥落等。能中和掉存在内部的腐蚀物质，如氯化物和酸化物，防止了内部的化学反应，从而有效的减缓、阻止埋藏于混凝土内部的钢筋出现生锈或腐蚀的情形。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
壳聚糖购于青岛海汇生物有限公司，分子量：550000g/mol，脱乙酰度：92.3％。
聚二甲基硅氧烷购于山东鑫润锦化工有限公司，型号：201。
全氟聚醚羧酸购于上海麦克林生化科技有限公司，分子量：3000g/mol。
N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，CAS号：123198-57-2。
3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，CAS号：50488-14-7。
3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，CAS号：2897-60-1。
有机硅改性苯丙乳液购于北京万图明科技有限公司，固含量：60％，型号：707。
水溶性阴离子型氟碳表面活性剂购于深圳龙帝化工有限公司，型号：Zonyl9360。
壬基酚聚氧乙烯醚，CAS号：20427-84-3。
实施例1
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂为市售水溶性阴离子型氟碳表面活性剂。
实施例2
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂的制备方法，由以下步骤组成：在氮气环境下，将10重量份全氟聚醚羧酸、30重量份氢氟醚混合，在400rpm下搅拌10min；再加入1重量份乙二酰氯，在60℃、300rpm下反应10h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入30重量份二氯甲烷、5重量份N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，在室温、600rpm下搅拌12h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到渗透助剂。
实施例3
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂的制备方法，由以下步骤组成：
S1、在氮气环境下，将10重量份全氟聚醚羧酸、30重量份氢氟醚混合，在400rpm下搅拌10min；再加入1重量份乙二酰氯，在60℃、300rpm下反应10h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入30重量份二氯甲烷、5重量份N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，在室温、600rpm下搅拌12h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S2、将10重量份上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、80重量份异丙醇、20重量份水、0.1重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合，在1200rpm下搅拌30min；加入4重量份壳聚糖，在超声功率300W、超声功率45kHz下超声40min；再置于110℃下反应4.5h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到渗透助剂。
实施例4
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂的制备方法，由以下步骤组成：
S1、将5重量份壳聚糖和80重量份2wt％乙酸水溶液混合，在室温、500rpm下搅拌10min，加热至70℃后加入6重量份乙酰乙酸甲酯以及2重量份2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸，在500rpm搅拌反应5h，所得产物在水中透析48h，冷冻干燥，得到改性壳聚糖；
S2、在氮气环境下，将10重量份全氟聚醚羧酸、30重量份氢氟醚混合，在400rpm下搅拌10min；再加入1重量份乙二酰氯，在60℃、300rpm下反应10h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入30重量份二氯甲烷、5重量份N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，在室温、600rpm下搅拌12h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S3、将10重量份上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、80重量份异丙醇、20重量份水、0.1重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合，在1200rpm下搅拌30min；加入4重量份上述改性壳聚糖，在超声功率300W、超声功率45kHz下超声40min；再置于110℃下反应4.5h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到渗透助剂。
实施例5
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂的制备方法，由以下步骤组成：
S1、将5重量份壳聚糖和80重量份2wt％乙酸水溶液混合，在室温、500rpm下搅拌10min，加热至70℃后加入6重量份乙酰乙酸甲酯以及2重量份2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸，在500rpm搅拌反应5h，所得产物在水中透析48h，冷冻干燥，得到改性壳聚糖；
S2、在氮气环境下，将10重量份全氟聚醚羧酸、30重量份氢氟醚混合，在400rpm下搅拌10min；再加入1重量份乙二酰氯，在60℃、300rpm下反应10h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入30重量份二氯甲烷、5重量份3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，在室温、600rpm下搅拌12h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S3、将10重量份上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、80重量份异丙醇、20重量份水、0.1重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合，在1200rpm下搅拌30min；加入4重量份上述改性壳聚糖，在超声功率300W、超声功率45kHz下超声40min；再置于110℃下反应4.5h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到渗透助剂。
实施例6
一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，由以下重量份原料组成：80重量份硅酸锂、20重量份硅酸钠、20重量份甲基硅酸钠、15重量份有机硅改性苯丙乳液、5重量份聚二甲基硅氧烷、10重量份3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、40重量份水、8重量份渗透助剂。
所述渗透助剂的制备方法，由以下步骤组成：
S1、将5重量份壳聚糖和80重量份2wt％乙酸水溶液混合，在室温、500rpm下搅拌10min，加热至70℃后加入6重量份乙酰乙酸甲酯以及2重量份2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸，在500rpm搅拌反应5h，所得产物在水中透析48h，冷冻干燥，得到改性壳聚糖；
S2、在氮气环境下，将10重量份全氟聚醚羧酸、30重量份氢氟醚混合，在400rpm下搅拌10min；再加入1重量份乙二酰氯，在60℃、300rpm下反应10h，冷却至室温，减压蒸馏除氢氟醚溶剂；再加入30重量份二氯甲烷、3重量份N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、2重量份3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷，在室温、600rpm下搅拌12h；减压蒸馏除二氯甲烷溶剂，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S3、将10重量份上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、80重量份异丙醇、20重量份水、0.1重量份壬基酚聚氧乙烯醚混合，在1200rpm下搅拌30min；加入4重量份上述改性壳聚糖，在超声功率300W、超声功率45kHz下超声40min；再置于110℃下反应4.5h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到所述渗透助剂。
测试例1
吸水量测试：参考标准JCT 2158-2021《渗透型液体硬化剂》进行测试。按照该标准中(6.2基准试件的制备)的步骤中先制备成试件，再按照6.4中的试件制备得到测试试件：将制备好的试件表面灰尘除干净，按照要求涂刷实施例1-6的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，涂刷至试件表面饱和为止，将涂刷完的试件在标准条件下养护7d，测试条件：23℃、相对湿度50％，每组测试3个试件，取平均值，测试结果见表1。
表1吸水量测试结果
24h表面吸水量降低率(％)
实施例1 75
实施例2 86
实施例3 88
实施例4 94
实施例5 93
实施例6 98
从上述结果可知，本发明制备得到的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂应用于混凝土中具有良好的抗吸水率。本发明采用自制的渗透保护剂的抗吸水效果明显优于市售的氟碳表面活性剂。原因是氟碳表面活性剂只能通过进入混凝土中降低其缝隙，而并不能很好的阻止外界的水分、氯化物进入混凝土，使得混凝土长期受到水分、氯化物的损坏，而使得混凝土易开裂、破裂，使用寿命不长。本发明制备得到的壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物可以有效提高渗透保护剂的成膜性能和疏水性能，不仅可以有效阻止外界的水、氧气、氯化物进行混凝土内部而破坏内部结构，使得混凝土开裂、损坏以及剥落等现象的发生，导致混凝土的耐久性受到严重影响；并且还可以提高与混凝土的粘结作用，提高与混凝土表面附着力，从而有效的减缓、阻止埋藏于混凝土内部的钢筋出现生锈或腐蚀的情形。
实施例6利用N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷的协同作用，分别利用N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷中的羟基和3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷中的羧基与改性壳聚糖中的羧基和羟基进行反应，得到壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物，提高渗透保护剂的成膜效果以及疏水性能，有效外部水、氧气、氯化物及有害物质侵入到混凝土的内部，导致因混凝土毛细孔水分或者内部皂化造成的化学反应所引起的表皮脱落、开裂、剥落和粘结强度丧失。
测试例2
抗压强度测试：参考标准GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》进行力学性能测试，测试试件尺寸为40mm×40mm×160mm的混凝土砂浆试件，混凝土的配方：灰色硅酸盐水泥90重量份、普通砂子200重量份、灰色粉煤灰陶粒150重量份、水40重量份、羟丙基甲基纤维素15重量份、实施例1-6的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂5重量份；试件在20℃、相对湿度60％的条件下养护24h后进行拆模，放到标准水中养护28d后进行抗压强度检测，抗压强度每组平行测试6个试件，取平均值，结果见表2。
表2抗压强度测试结果
28d抗压强度(MPa)
实施例1 55.8
实施例2 62.8
实施例3 63.9
实施例4 67.4
实施例5 65.8
实施例6 71.5
在渗透保护剂的制备过程中同时添加了硅烷化改性全氟聚醚化合物和具有成膜性能的壳聚糖，硅烷化改性全氟聚醚化合物中的亲水端有利于增加混凝土的润湿性能，增大亲水端在混凝土内部的渗透深度，增强混凝土的抗渗性；由于硅烷化改性全氟聚醚化合物是高分子聚合物，粘结性和缠绕性较好，可以将混凝土中的各物质紧密的缠绕在一起，使得混凝土的紧实密度增加，同时还能够促进硅酸钠、硅酸锂、改性苯丙乳液的渗透性能，使其能够与混凝土内部水泥水化产物氢氧化钙发生化学反应，生成不溶物碳酸钙晶体堵塞修复裂缝和孔隙，填充裂纹，达到增加密实性效果，最终提高防水材料的力学性能。
测试例3
抗氯离子渗透能力测试：参考“氧化石墨烯再生混凝土的抗氯离子与抗碳化性能研究”(苗航，沈阳建筑大学，硕士学位论文)第三章记载的方法进行，混凝土的配方：灰色硅酸盐水泥90重量份、普通砂子200重量份、灰色粉煤灰陶粒150重量份、水40重量份、羟丙基甲基纤维素15重量份、实施例1或实施例6的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂5重量份；每组试样测试4次，取平均值，结果见表3。
表3抗氯离子渗透能力测试结果
氯离子扩散系数(10<sup>-9</sup>cm<sup>2</sup>/s)
实施例1 17.6
实施例6 8.3
从上表3可知，本发明制备得到的硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂具有良好的抗氯离子渗透能力，原因是壳聚糖接枝的硅烷化改性全氟聚醚化合物具有良好的成膜性能和疏水性能，能够有效防酸碱水，有效阻止外界的氯化物进入混凝土。

Claims (9)

1.一种硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，包括以下原料：硅酸锂、硅酸钠、甲基硅酸钠、改性苯丙乳液、聚二甲基硅氧烷、硅烷偶联剂、水、渗透助剂。
2.如权利要求1所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：50-100重量份硅酸锂、10-30重量份硅酸钠、3-30重量份甲基硅酸钠、5-30重量份改性苯丙乳液、1-10重量份聚二甲基硅氧烷、2-20重量份硅烷偶联剂、20-50重量份水、2-10重量份渗透助剂。
3.如权利要求1或2所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述渗透助剂的制备方法如下：在氮气环境下，将全氟聚醚羧酸、氢氟醚混合搅拌；再加入乙二酰氯，在50-70℃、下反应8-14h，冷却至室温，减压蒸馏；再加入二氯甲烷和氨基硅烷搅拌；减压蒸馏，得到渗透助剂。
4.如权利要求1或2所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述渗透助剂的制备方法如下：
S1、将壳聚糖和乙酸水溶液混合搅拌，加热至60-80℃后加入乙酰乙酸甲酯以及2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸，搅拌反应4-6h，冷冻干燥，得到改性壳聚糖；
S2、在氮气环境下，将全氟聚醚羧酸、氢氟醚混合搅拌；再加入乙二酰氯，在50-70℃、下反应8-14h，冷却至室温，减压蒸馏；再加入二氯甲烷和氨基硅烷搅拌；减压蒸馏，得到硅烷化改性全氟聚醚化合物；
S3、将上述硅烷化改性全氟聚醚化合物、异丙醇、水混合均匀加入改性壳聚糖超声；再置于90-120℃下反应3-6h，反应结束后抽滤，洗涤，干燥，得到渗透助剂。
5.如权利要求4所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述S1中的壳聚糖、乙酸水、乙酰乙酸甲酯、2,4-二甲基-5-醛基-1H-吡咯-3-羧酸的质量比为(3-7)：(60-120)：(4-8)：(1-4)；所述乙酸水溶液的质量分数为1-4wt％；所述S3中的硅烷化改性全氟聚醚化合物、异丙醇、水、壬基酚聚氧乙烯醚、改性壳聚糖的质量比为(8-12)：(60-80)：(10-30)：(0.0.5-0.3)：(2-6)。
6.如权利要求3或4所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述全氟聚醚羧酸、氢氟醚、乙二酰氯、二氯甲烷、氨基硅烷的质量比为(8-12)：(20-40)：(0.5-2)：(20-40)：(4-8)。
7.如权利要求6所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述氨基硅烷为N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷。
8.如权利要求1所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基(二甲氧基)甲基硅烷中的至少一种。
9.如权利要求1所述硅酸锂基有机无机复合混凝土渗透保护剂，其特征在于，所述改性苯丙乳液为有机硅改性苯丙乳液。
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