CN116042092A - 一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法，属于建筑涂料领域。所述防水涂料以含氧基硅烷、含氟硅烷、含硅酯、含钛酯、溶剂、去离子水、催化剂为原材料；其制备方法为：先将含氧基硅烷、溶剂、去离子水和催化剂在室温下搅拌得到溶液A，再将含钛酯与溶剂混合均匀后逐滴加入溶液A中继续搅拌，得到溶液B，最后将含氟硅烷与含硅酯混合均匀后逐滴加入溶液B中继续搅拌，得到透明防水涂料。本发明的氟化改性纳米复合透明防水涂料适用于砖、石、混凝土等建筑材料的表面防水，在不改变外观的前提下显著提高耐久性，并且涂敷在建筑材料上时，能够提高建筑材料的抗冻性能。

Description

一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑涂料领域，具体涉及一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法。
背景技术
砖、石、混凝土等建筑材料属于多孔介质，其耐久性常与水分有关，如干湿循环、冻融循环、碱骨料反应、钢筋锈蚀、混凝土中性化和盐类迁移等都需要水分的参与。因此，提高砖、石、混凝土等建筑材料的耐久性最直接的方法就是提高材料抵抗水的侵蚀能力。
对既有建筑而言，一般使用涂料改变材料的防水性。涂料可与建筑材料发生物理化学作用，在材料表面性能保护层，隔绝或减少水、二氧化碳、氯离子、硫酸根等进入到建筑材料中，从而可以提高材料的耐久性，延长使用寿命。
硅烷材料具有较低的表面能、较强的渗透能力，可在砖、石、混凝土材料表层几毫米深度形成防护层，大大降低砖、石、混凝土的吸水率。现有技术通常使用乳化剂将以硅烷为主的防水成分制备成乳液形式，而乳液的稳定性一般较差，不宜长久储存，且乳液型防水剂与材料基体反应较慢，通常需要涂覆两次，增加施工难度。另一方面，一般使用物理添加的方式向防水剂中加入纳米材料以增加材料表面的粗糙度，但此方法通常会使材料表面泛白，严重影响外观，特别是对文物建筑，对涂料的色差有严格要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
将含氧基硅烷、溶剂、去离子水和催化剂混合搅拌均匀，得到溶液A；
将含钛酯与溶剂混合均匀后逐滴加入溶液A中继续搅拌，得到溶液B；
将含氟硅烷与含硅酯混合均匀后逐滴加入溶液B中继续搅拌，得到所述的透明防水涂料；
上述原料的质量份数为：含氧基硅烷20～50份、含氟硅烷0.1～5份、含硅酯10～50份、含钛酯0.5～10份、溶剂20～60份、去离子水5～20份和催化剂0.1～5份。
可选地，所述含氧基硅烷为正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷中的一种或多种。
可选地，所述含氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
可选地，所述含硅酯为硅酸四乙酯。
可选地，所述含钛酯为钛酸四丁酯、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或多种。
可选地，所述溶剂为乙醇。
可选地，所述催化剂为草酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。
上述的制备方法制得的防水涂料。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备方法简单，溶液透明，具有良好的渗透性、色差小。涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砖材和砂浆的接触角均大于140°，可明显改善材料的抗冻性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例1中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砖表面对水的接触角测试结果；
图2为本发明实施例1中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砂浆表面对水的接触角测试结果；
图3为本发明实施例1中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砂浆冻融循环质量损失率测试结果；
图4为本发明实施例2中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砖表面对水的接触角测试结果；
图5为本发明实施例2中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砂浆表面对水的接触角测试结果；
图6为本发明实施例2中的涂有氟化改性纳米复合透明防水涂料的砂浆冻融循环质量损失率测试结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法，包括以下步骤：
将28.9g异丁基三乙氧基硅烷、24.2g乙醇、9.5g去离子水和0.2g稀盐酸混合均匀，使用磁力搅拌器，转速在2000rpm，搅拌60min，得到溶液A；将0.2g钛酸四丁酯与9.3g乙醇混合均匀后逐滴加入溶液A中继续搅拌，转速在2400rpm，搅拌24h，得到溶液B；将0.1g十七氟癸基三甲氧基硅烷与27.3g硅酸四乙酯混合均匀后逐滴加入溶液B中继续搅拌，转速在2400rpm，搅拌30min，得到透明防水涂料。
一种氟化改性纳米复合透明防水涂料，由上述制备方法制得。
将上述的氟化改性纳米复合透明防水涂料涂覆在尺寸为40mm×40mm×5mm的砖和水泥砂浆表面，静置7d，采用接触角测量仪测量涂有该氟化改性纳米复合透明防水涂料的砖和砂浆表面对水的接触角，实验结果如图1和图2所示，测得的接触角分别为147.9°和148.3°。
将上述的氟化改性纳米复合透明防水涂料涂覆在尺寸为40mm×40mm×5mm的水泥砂浆表面，静置7d后，放入去离子水中浸泡24h，称其质量记为m0；放入冻融箱中，每25次冻融循环后测量其质量分别记为m25、m50……mn，得到冻融质量损失率η，实验结果如图3所示。
Figure BDA0004105837540000041
通过图1、图2以及图3的试验结果可以看出，本实施例制备的防水涂料具有良好的防渗透效果。特别地，与未作任何处理的砖块(对比例)相比，本实施例的防水涂料涂敷在建筑材料上时，能够提高建筑材料的抗冻性能。
实施例2
一种氟化改性纳米复合透明防水涂料及其制备方法，包括以下步骤：
将27.5g异丁基三乙氧基硅烷、23g乙醇、9g去离子水和0.28g草酸混合均匀，使用磁力搅拌器，转速在2000rpm，搅拌60min，得到溶液A；将1.06g钛酸四丁酯与9.2g乙醇混合均匀后逐滴加入溶液A中继续搅拌，转速在2400rpm，搅拌24h，得到溶液B；将1.78g十七氟癸基三甲氧基硅烷与26.0g硅酸四乙酯混合均匀后逐滴加入溶液B中继续搅拌，转速在2400rpm，搅拌60min，得到透明防水涂料。
一种氟化改性纳米复合透明防水涂料，由上述制备方法制得。
将上述的氟化改性纳米复合透明防水涂料涂覆在尺寸为40mm×40mm×5mm的砖和水泥砂浆表面，静置7d，采用接触角测量仪测量涂有该氟化改性纳米复合透明防水涂料的砖和砂浆表面对水的接触角，实验结果如图3和图4所示，测得的接触角分别为150.7°和150.3°。
将上述的氟化改性纳米复合透明防水涂料涂覆在尺寸为40mm×40mm×5mm的水泥砂浆表面，静置7d后，放入去离子水中浸泡24h，称其质量记为m0；放入冻融箱中，每25次冻融循环后测量其质量分别记为m25、m50……mn，得到冻融质量损失率η，实验结果如图6所示。
Figure BDA0004105837540000051
同样地，通过图4、图5以及图6的试验结果可以看出，本实施例制备的防水涂料具有良好的防渗透效果。特别地，与未作任何处理的砖块(对比例)相比，本实施例的防水涂料涂敷在建筑材料上时，能够提高建筑材料的抗冻性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含氧基硅烷、溶剂、去离子水和催化剂混合搅拌均匀，得到溶液A；
将含钛酯与溶剂混合均匀后逐滴加入溶液A中继续搅拌，得到溶液B；
将含氟硅烷与含硅酯混合均匀后逐滴加入溶液B中继续搅拌，得到所述的透明防水涂料；
上述原料的质量份数为：含氧基硅烷20～50份、含氟硅烷0.1～5份、含硅酯10～50份、含钛酯0.5～10份、溶剂20～60份、去离子水5～20份和催化剂0.1～5份。
2.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述含氧基硅烷为正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁烯三乙氧基硅烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述含氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述含硅酯为硅酸四乙酯。
5.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述含钛酯为钛酸四丁酯、钛酸正丁酯、钛酸异丙酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇。
7.根据权利要求1所述的氟化改性纳米复合透明防水涂料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为草酸、盐酸、硝酸中的一种或多种。
8.权利要求1～7任一所述的制备方法制得的防水涂料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113278362A (zh) * 2021-05-29 2021-08-20 石家庄市长安育才建材有限公司 一种文物保护透明疏水保护剂及其制备方法和使用方法

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