CN115340315A - 一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法 - Google Patents

一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法 Download PDF

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CN115340315A CN202210926076.1A CN202210926076A CN115340315A CN 115340315 A CN115340315 A CN 115340315A CN 202210926076 A CN202210926076 A CN 202210926076A CN 115340315 A CN115340315 A CN 115340315A
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闫永春
王希
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    • C04B2103/65Water proofers or repellants

Abstract

本发明公开一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法,由晶核剂、结晶助剂、氟活性剂、阻垢剂、防冻剂、还原剂、水化促进剂和去离子水组成,按照一定比例混合后通过磁化水器制备而成。本发明是采用无机化学物质为主,辅助部分有机化学物质制备成的液体状材料,通过渗透作用进入混凝土内部,促进水泥水化,同时提供与水泥水化产物相同的结晶核,晶核与水泥水化的副产物氢氧化钙快速发生结晶反应,增加混凝土的密实度等各方面指标,愈合微裂缝,从而达到混凝土结构自防水的目的,其施工简便、起效快、质量稳定。

Description

一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水材料技术领域,尤其是一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法。
背景技术
随着社会进步及城市化进程的加快,对建筑防水的要求越来越高,2022年3月住建部第三次发布《住宅项目规范》征求意见稿。意见稿中,对住宅建筑的设计工作年限做了规定:其中结构寿命不低于50年,屋面工程不应低于20年,室内工程不应低于25年,地下工程防水不低于结构设计年限。传统的防水卷材和防水涂料已经不能充分满足未来建筑防水的需求。在防水材料寿命到期后,尤其是很多地下工程及隐蔽工程,发生渗漏后对防水层维修已经没有可能,只能对结构本体进行维修来达到防水目的,所以结构体自防水也成了未来几十年建筑物与构筑物最后的防水屏障。
渗透结晶技术可以做到与建筑结构同寿命,渗透结晶类材料再次回到建筑防水视野,然而,目前渗透结晶技术的主流材料主要是水泥基渗透结晶防水涂料,其形状为粉体材料,有以下缺点:1.多雨天气,涂层固化前容易被冲刷脱落;2.大风、干燥天气,涂层脱水较快,养护困难,涂层容易起粉、脱落;3.混凝土脱模后,模板过于光滑、存在脱模剂,影响涂层粘接,涂层容易脱落;4.起效作用慢,水泥基类防水材料,需要28天才能达到最佳效果,不符合现代工程需求,影响实际防水效果;5.有效成分低,综合成本高,水泥基渗透结晶防水涂料主要成分为硅酸盐水泥、精制石英砂等,有效成分较低,单位面积使用量大,综合成本高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的缺陷,提供一种施工简便、起效快、质量稳定的可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法。本发明有效解决对水泥基渗透结晶防水涂料/粉剂施工环境要求高,起效慢,性能不稳定的问题。
本发明通过如下技术方案予以实现:一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂,由晶核剂、结晶助剂、氟活性剂、阻垢剂、防冻剂、还原剂、水化促进剂和去离子水组成,按照一定比例混合后通过磁化水器制备而成。
进一步的,各组分的重量比为: 晶核剂320-540份、结晶助剂5-10份、氟活性剂5-10份、阻垢剂0-30份 、防冻剂30-60份、还原剂10-30份、水化促进剂30-50、去离子水1000-1500份。
进一步的,所述晶核剂由硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、纳米级硅溶胶和纳米级铝溶胶按照重量份数比(0-3):(0-3): (0-3):(5-50):(2-30)的比例配制而成,所述结晶助剂为多羟基烷基季铵盐,所述氟活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺,所述阻垢剂为五羟基己酸钠,所述防冻剂为乙二醇,所述还原剂为硫代硫酸钠,所述水化促进剂为三乙醇胺,所述去离子水电阻率大于等于18兆欧厘米(25℃),所述磁化水器磁感应强度0.8T-1.2T。
本发明还提供一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂的制备方法, 包括如下步骤:
步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀得到混合的溶液;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁化水器后分装得到产品。
进一步的,各组分的重量比为:硅酸钠0-30、铝酸钠0-30、六羟基合铁酸钠0-30、纳米级硅溶胶150-300、纳米级铝溶胶100-150、多羟基烷基季铵盐5-10份、全氟辛基磺酸四乙基胺5-10份、五羟基己酸钠0-30份 、乙二醇30-60份、硫代硫酸钠10-30份、三乙醇胺30-50份,去离子水1000-1500份。
本发明是采用无机化学物质为主,辅助部分有机化学物质制备成的液体状材料,通过渗透作用进入混凝土内部,促进水泥水化,同时提供与水泥水化产物相同的结晶核,晶核与水泥水化的副产物氢氧化钙快速发生结晶反应,增加混凝土的密实度等各方面指标,愈合微裂缝,从而达到混凝土结构自防水的目的。
本发明的水性渗透结晶防水剂溶液可以直接喷涂于已经成型的混凝土表面,亦可以作为混凝土外加剂加入新拌混凝土中。该发明的优点在于:1. 硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、纳米级硅溶胶、纳米级铝溶胶形成的晶核与水泥水化产物同质,能够做到与混凝土结构同寿命;2.相较于传统的渗透结晶类材料,本发明通过控制结晶温度与时间,来控制晶核粒径,对于愈合0.2mm以上裂缝有更快的结晶速度与效果;3. 全氟辛基磺酸四乙基胺表面张力低至22达因,能够加强防水剂在混凝土表面的浸润渗透;4. 五羟基己酸钠能够调节结晶速度,防止结晶速度过快影响防水剂的渗透深度;5.乙二醇能够保证防水剂在寒冷地区能够正常贮存、运输和使用;6.硫代硫酸钠作为晶核保护剂,防止晶核过早被氧化;7.三乙醇胺促进水泥水化,与晶核形成协同作用,加快结晶作用;8.水是极性分子,由于氢键作用,水中大量的水分子会以水分子团存在,游离的单个水分子分布于水分子团之间,单个水分子具有比水分子团更强的渗透力、更高的溶解力和更低的表面张力,通过磁化水器处理的水溶液,游离的水分子更多,溶液具有更好的渗透性、溶解力,更低的表面张力,能够进一步促进防水剂的渗透和未水化水泥的水化。
以喷涂施工为例,水性渗透结晶防水剂喷涂于混凝土表面后,高浓度的化学物质在混凝土表面形成浓度梯度,为渗透作用发生提供了充分动力,全氟辛基磺酸四乙基胺和磁化水能够显著降低混凝土面层内部毛细孔压力,为渗透发生创造有利条件。发明中硅-铝-铁体系晶核能够与水泥水化副产物氢氧化钙反应,形成与水泥水化同质的针状结晶,提高混凝土的密实度,切断水的渗漏通道,如果混凝土再次被水侵入,组分中的三乙醇胺能够促进水泥快速水化,水化产生的硅-铝-铁质溶胶与游离钙离子能够快速围绕晶核结晶生长,直至渗漏通道再次被阻断,通过这个过程,赋予混凝土自愈性。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解为,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明做出的各种改动或修改,这些等价形式仍属于本发明申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
配方(重量份数比):
硅酸钠30份、铝酸钠30份、六羟基合铁酸钠30份、纳米级硅溶胶150份、纳米级铝溶胶100份、多羟基烷基季铵盐5份、全氟辛基磺酸四乙基胺5份、五羟基己酸钠0份 、乙二醇30份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺30份,去离子水1000份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度0.8T磁化水器后,分装得到产品。
实施例2
配方(重量份数比):
硅酸钠0份、铝酸钠0份、六羟基合铁酸钠0份、纳米级硅溶胶200份、纳米级铝溶胶125份、多羟基烷基季铵盐8份、全氟辛基磺酸四乙基胺10份、五羟基己酸钠10份 、乙二醇45份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺50份,去离子水1200份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.0T磁化水器后,分装得到产品。
实施例3
配方(重量份数比):
硅酸钠15份、铝酸钠15份、六羟基合铁酸钠15份、纳米级硅溶胶250份、纳米级铝溶胶150份、多羟基烷基季铵盐10份、全氟辛基磺酸四乙基胺5份、五羟基己酸钠15份 、乙二醇60份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺30份,去离子水1300份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.2T磁化水器后,分装得到产品。
实施例4
配方(重量份数比):
硅酸钠30份、铝酸钠30份、六羟基合铁酸钠30份、纳米级硅溶胶300份、纳米级铝溶胶100份、多羟基烷基季铵盐8份、全氟辛基磺酸四乙基胺5份、五羟基己酸钠0份 、乙二醇45份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺30份,去离子水1200份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度0.8T磁化水器后,分装得到产品。
实施例5
配方(重量份数比):
硅酸钠15份、铝酸钠15份、六羟基合铁酸钠15份、纳米级硅溶胶150份、纳米级铝溶胶125份、多羟基烷基季铵盐8份、全氟辛基磺酸四乙基胺5份、五羟基己酸钠0份 、乙二醇45份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺30份,去离子水1200份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.0T磁化水器后,分装得到产品。
实施例6
配方(重量份数比):
硅酸钠30份、铝酸钠30份、六羟基合铁酸钠30份、纳米级硅溶胶200份、纳米级铝溶胶150份、多羟基烷基季铵盐10份、全氟辛基磺酸四乙基胺10份、五羟基己酸钠10份 、乙二醇60份、硫代硫酸钠30份、三乙醇胺50份,去离子水1200份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.2T磁化水器后,分装得到产品。
实施例7
配方(重量份数比):
硅酸钠15份、铝酸钠15份、六羟基合铁酸钠15份、纳米级硅溶胶250份、纳米级铝溶胶125份、多羟基烷基季铵盐8份、全氟辛基磺酸四乙基胺5份、五羟基己酸钠10份 、乙二醇30份、硫代硫酸钠10份、三乙醇胺30份,去离子水1500份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.0T磁化水器后,分装得到产品。
实施例8
配方(重量份数比):
硅酸钠30份、铝酸钠30份、六羟基合铁酸钠30份、纳米级硅溶胶300份、纳米级铝溶胶150份、多羟基烷基季铵盐10份、全氟辛基磺酸四乙基胺10份、五羟基己酸钠30份 、乙二醇60份、硫代硫酸钠30份、三乙醇胺50份,去离子水1500份。
制备方法:步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁场强度1.2T磁化水器后,分装得到产品。
本发明实施例性能指标如下:
序号 检测项目 单位 标准要求 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 某进口品牌渗透结晶掺合剂(内掺用) 某进口品牌DPS防水剂(表面用)
1 外观 -- -- 透明液体 透明液体 透明液体 透明液体 透明液体 透明液体 透明液体 透明液体 灰色粉末 透明液体
2 氯离子含量 % ≤0.1 0.015 0.018 0.016 0.024 0.013 0.018 0.025 0.016 0.038 0.045
3 带涂层混凝土抗渗压力(28d) MPa 实测值 1.0 1.0 1.1 1.3 1.2 1.2 1.2 1.3 -- 0.6
4 带涂层混凝土抗渗压力(28d) % ≥250 250 250 275 325 300 300 300 325 -- 150
5 带涂层混凝土的第二次抗渗压力(56d) MPa ≥0.8 0.8 0.9 0.9 1.1 1.0 1.0 1.4 1.1 -- 0.5
6 抗压强度比(28d) % ≥100 105 106 108 123 114 117 118 118 103 --
7 收缩率比(28d) % ≤125 103 100 105 100 102 105 100 100 118 --
由上表可知,本发明所公开一种可内掺、可外喷的水性渗透结晶防水剂及其制备方法,施工简便、起效快、质量稳定。
以上的仅是本发明的优选实施例,技术方案中公知的具体用具及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂,其特征在于,由晶核剂、结晶助剂、氟活性剂、阻垢剂、防冻剂、还原剂、水化促进剂和去离子水组成,按照一定比例混合后通过磁化水器制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂,其特征在于,各组分的重量比为: 晶核剂320-540份、结晶助剂5-10份、氟活性剂5-10份、阻垢剂0-30份 、防冻剂30-60份、还原剂10-30份、水化促进剂30-50、去离子水1000-1500份。
3.根据权利要求1或2所述的一种可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂,其特征在于,所述晶核剂由硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠、纳米级硅溶胶和纳米级铝溶胶按照重量份数比(0-3):(0-3): (0-3):(5-50):(2-30)的比例配制而成,所述结晶助剂为多羟基烷基季铵盐,所述氟活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺,所述阻垢剂为五羟基己酸钠,所述防冻剂为乙二醇,所述还原剂为硫代硫酸钠,所述水化促进剂为三乙醇胺,所述去离子水电阻率大于等于18兆欧厘米(25℃),所述磁化水器磁感应强度0.8T-1.2T。
4.一种权利要求1或2所述可内掺可外喷的水性渗透结晶防水剂的制备方法, 其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、将硅酸钠、铝酸钠、六羟基合铁酸钠和多羟基烷基季铵盐加入去离子水中,搅拌均匀、充分溶解,然后加热至55℃,保温90分钟,然后快速冷却至室温,得到50-100nm粒径的晶核溶液;
步骤2、将纳米级铝溶胶加入纳米级硅溶胶快速搅拌均匀,得到混合后纳米级硅铝溶胶;
步骤3、将上述晶核溶液中加入纳米级硅铝溶胶快速搅拌均匀,得到1-100nm粒径级配的晶核溶液;
步骤4、将步骤3得到的晶核溶液作为母液,依次加入全氟辛基磺酸四乙基胺、五羟基己酸钠、乙二醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺,搅拌均匀得到混合溶液;
步骤5、将步骤4得到的溶液通过磁化水器后分装得到产品。
5.根据权利要求4所述的制备方法, 其特征在于,各组分的重量比为:硅酸钠0-30、铝酸钠0-30、六羟基合铁酸钠0-30、纳米级硅溶胶150-300、纳米级铝溶胶100-150、多羟基烷基季铵盐5-10份、全氟辛基磺酸四乙基胺5-10份、五羟基己酸钠0-30份 、乙二醇30-60份、硫代硫酸钠10-30份、三乙醇胺30-50份,去离子水1000-1500份。
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