本发明专利技术公开憎水憎油型防护剂在海港工程混凝土防护中的应用，首先以氟代丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚，并分别以自由基共聚和可逆加成‑断裂链转移活性聚合法进行制备，再将共聚物和小分子有机硅烷、氟硅烷和硅氧烷复配。通过控制共聚物的分子量可实现其在混凝土中渗透能力的调节，所得共聚物作用于混凝土内部及表面，可有效的形成一定厚度的含氟碳链疏水疏油层，低分子量有机硅烷、氟硅烷和硅氧烷可有效渗透进入混凝土内部，形成一层致密的防护层，从而对混凝土实现二次防护。双层防护体系可更加有效的对混凝土进行防护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请是母案申请“一种憎水憎油型海港工程混凝土防护剂及其制备方法”的分案申请，母案申请的申请日为2015年1月12日，母案申请的申请号为2015100142416。
本专利技术涉及涂料科学
，具体的说涉及一种浸渍型氟硅氧烷混凝土防护剂及其制备方法。
技术介绍
海洋环境下，混凝土结构始终处于海水氯化物侵害的恶劣条件中。由于混凝土中存在大量的毛细孔，使水和氯化物等能够侵入混凝土内部，对混凝土材料和内部钢筋产生严重的腐蚀，极大的影响了混凝土的使用寿命。浸渍型有机硅混凝土防护剂是一种理想的混凝土、砖石等建材的防水和表面密封材料，其可有效的渗入基材内部，与混凝土发生化学反应，形成牢固的憎水性表面层，与此同时,其对基材表观形貌并不产生影响，有效的保存了混凝土表面的透气性能。目前国内外已有成系列浸渍型有机硅混凝土防护剂产品。近年来，氟化有机硅已成为有机涂料中一个十分活跃的研究领域。有机硅涂料虽具有杰出的耐高低温、电绝缘性和柔软性，以及低于一般树脂的表面能，但是其耐溶剂性、耐油、耐燃料油性能并不理想，用氟化烷基改性，可使氟碳树脂涂料和有机硅涂料二者优势互补，开发出一类新型的氟硅复合树脂涂料，满足高科技产业与国防工业发展的需要。专利技术目的本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效的混凝土表观憎水憎油型防护剂及其制备方法，该保护剂涂刷到混凝土表面后不改变基材表面结构与外观颜色，能起到憎水憎油效果，防止外界各类介质腐蚀和污染结构表面，避免结构表面积聚雨雪或结冰，有效提高混凝土结构的耐久性，提升海防工程遂行作战能力。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现：一种憎水憎油型海港工程混凝土防护剂及其制备方法，即通过自由基共聚和可逆加成-断裂链转移活性聚合(RAFT)制备不同结构的氟代丙烯酸酯共聚物，再与小分子有机硅烷、氟硅烷和硅氧烷复配，得到了在混凝土表层具有不同渗透能力的保护剂体系。憎水憎油型海港工程混凝土防护剂由含氟丙烯酸酯共聚物、氟硅烷、有机硅烷、硅氧烷和第一溶剂组成，使用搅拌或者超声方法以使各个组份混合均匀，其中：所述硅氧烷为硅酸甲酯、或者硅酸丙酯，或者硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物，在硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物中，硅酸甲酯和硅酸丙酯的质量比为(2—3)：(1—2)。所述有机硅烷为异辛基三乙氧基硅烷，或者丁基三乙氧基硅烷，或者异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物，在异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物中，异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的质量比为(1—2)：1。所述氟硅烷为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物，或者十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物；在十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)；在十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物中，十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)。所述第一溶剂为有机溶剂，例如200#溶剂油、异链烷烃、石油醚的一种，也可选择上述有机溶剂的等体积比例或者等质量比例混合均匀的混合溶剂。所述含氟丙烯酸酯共聚物由无规含氟丙烯酸酯共聚物和嵌段含氟丙烯酸酯共聚物组成，其中：所述无规含氟丙烯酸酯共聚物根据普通自由基聚合原理通过溶液聚合法进行制备，将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、自由基引发剂和第二溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应后，自然冷却至室温20—25摄氏度即可，例如加热至90～110℃，反应10～12小时。所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或全氟辛基乙基丙烯酸酯，优选等质量的两种不同的含氟丙烯酸酯单体。所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或者甲基丙烯酸十八酯，优选等质量的两种不同的丙烯酸酯单体。所述自由基引发剂为热引发自由基聚合的引发剂，如过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯，优选其中一种自由基引发剂。所述第二溶剂为有机溶剂，例如甲苯、石油醚、乙酸丁酯、乙酸异丁酯，或者上述有机溶解的等体积比或者等质量比混合的有机溶剂或者其任意比例的混合溶剂。在上述溶液聚合法制备方法中，各个组份的重量份如下(即质量用量，份数)：各个组份的重量份优选如下：所述嵌段含氟丙烯酸酯共聚物根据可逆加成—断裂链转移活性聚合(RAFT)原理，通过溶液聚合法进行制备嵌段含氟丙烯酸酯共聚物，即在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物中，利用RAFT试剂提供的活性聚合中心，在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物的两端形成含氟丙烯酸酯嵌段，在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物的中间形成丙烯酸酯嵌段，将含氟丙烯酸酯单体、自由基引发剂、RAFT试剂和第三溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应，例如加热至90～110℃，反应10～12小时，以使在RAFT试剂提供的活性聚合中心的两侧形成含氟丙烯酸酯嵌段，然后将除氧后的丙烯酸酯单体加入到反应体系中继续反应，以使在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物的中间形成丙烯酸酯嵌段，例如加热至90～110℃，反应10～12小时，待反应结束后自然冷却至室温20—25摄氏度即可。所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或全氟辛基乙基丙烯酸酯，优选等质量的两种不同的含氟丙烯酸酯单体。所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或者甲基丙烯酸十八酯，优选等质量的两种不同的丙烯酸酯单体。所述自由基引发剂为热引发自由基聚合的引发剂，如过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯，优选其中一种自由基引发剂。所述第三溶剂为有机溶剂，例如甲苯、石油醚、乙酸丁酯、乙酸异丁酯，或者上述有机溶解的等体积比或者等质量比混合的有机溶剂或者其任意比例的混合溶剂。所述RAFT试剂为能够提供RAFT活性中心的试剂，优选二苄基三硫代碳酸酯(DBTTC)。在上述RAFT活性聚合反应体系中，各个组份的重量份如下(即质量用量，份数)：各个组份的重量份优选如下：在整个憎水憎油型海港工程混凝土防护剂中，各个组份的重量份如下(即质量用量，份数)：上述各个组份的优选重量份如下：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：首先，本体系采用不同氟代丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚，运用不同聚合方法，包括普通自由基共聚和可逆加成-断裂链转移活性聚合法(RAFT),制备了不同结构的氟代丙烯酸酯共聚物。通过活性聚合方法实现控制共聚物分子量，以实现其在混凝土中渗透能力的调节，所得两种共聚物作用在混凝土内部及表面，可有效的形成含氟碳链疏水疏油层，从而赋予混凝土表面优异的憎水憎油荷叶效果,达到海港工程表观易清洁目的。其次，通过两种大分子氟代丙烯酸酯共聚物和小分子有机硅烷、氟硅烷和硅氧烷复配，得到了在混凝土表层具有不同渗透能力的保护剂体系。两种大分子氟代丙烯酸酯共聚物可在混凝土表层附着，形成表层憎水憎油屏障；低分子量有机硅烷、氟硅烷和硅氧烷可有效渗透进入混凝土内部，形成一层致密的防护层，从而对混凝土实现二次防护。双层防护体系可更本文档来自技高网...
【技术保护点】
憎水憎油型防护剂在海港工程混凝土防护中的应用，其特征在于，憎水憎油型防护剂由含氟丙烯酸酯共聚物、氟硅烷、有机硅烷、硅氧烷和第一溶剂组成，使用搅拌或者超声方法以使各个组份混合均匀，各个组份的重量份如下：其中：所述硅氧烷为硅酸甲酯、或者硅酸丙酯，或者硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物，在硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物中，硅酸甲酯和硅酸丙酯的质量比为(2—3)：(1—2)；所述有机硅烷为异辛基三乙氧基硅烷，或者丁基三乙氧基硅烷，或者异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物，在异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物中，异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的质量比为(1—2)：1；所述氟硅烷为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物，或者十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物；在十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)；在十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物中，十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)；所述第一溶剂为有机溶剂，例如200#溶剂油、异链烷烃、石油醚的一种，也可选择上述有机溶剂的等体积比例或者等质量比例混合均匀的混合溶剂；所述含氟丙烯酸酯共聚物由无规含氟丙烯酸酯共聚物和嵌段含氟丙烯酸酯共聚物组成，其中：所述无规含氟丙烯酸酯共聚物根据普通自由基聚合原理通过溶液聚合法进行制备，将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、自由基引发剂和第二溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应后，自然冷却至室温20—25摄氏度即可；所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或全氟辛基乙基丙烯酸酯；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或者甲基丙烯酸十八酯；所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯；所述第二溶剂为甲苯、石油醚、乙酸丁酯、乙酸异丁酯，或者上述有机溶解的等体积比或者等质量比混合的有机溶剂或者其任意比例的混合溶剂；在上述溶液聚合法制备方法中，各个组份的重量份如下：含氟丙烯酸酯单体12～20重量份、丙烯酸酯单体10～25重量份、自由基引发剂0.2～0.5重量份、第二溶剂65～75重量份；所述嵌段含氟丙烯酸酯共聚物根据可逆加成—断裂链转移活性聚合原理，通过溶液聚合法进行制备嵌段含氟丙烯酸酯共聚物，将含氟丙烯酸酯单体、自由基引发剂、RAFT试剂和第三溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应，以使在RAFT试剂提供的活性聚合中心的两侧形成含氟丙烯酸酯嵌段，然后将除氧后的丙烯酸酯单体加入到反应体系中继续反应，以使在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物的中间形成丙烯酸酯嵌段，待反应结束后自然冷却至室温20—25摄氏度即可；所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或全氟辛基乙基丙烯酸酯；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或者甲基丙烯酸十八酯；所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯；所述第三溶剂为甲苯、石油醚、乙酸丁酯、乙酸异丁酯，或者上述有机溶解的等体积比或者等质量比混合的有机溶剂或者其任意比例的混合溶剂；在上述RAFT活性聚合反应体系中，各个组份的重量份如下：含氟丙烯酸酯单体12～20重量份、丙烯酸酯单体10～25重量份、自由基引发剂0.05～0.25重量份、RAFT试剂0.5～1.5重量份、第三溶剂65～75重量份。...
【技术特征摘要】
1.憎水憎油型防护剂在海港工程混凝土防护中的应用，其特征在于，憎水憎油型防护剂由含氟丙烯酸酯共聚物、氟硅烷、有机硅烷、硅氧烷和第一溶剂组成，使用搅拌或者超声方法以使各个组份混合均匀，各个组份的重量份如下：其中：所述硅氧烷为硅酸甲酯、或者硅酸丙酯，或者硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物，在硅酸甲酯和硅酸丙酯的混合物中，硅酸甲酯和硅酸丙酯的质量比为(2—3)：(1—2)；所述有机硅烷为异辛基三乙氧基硅烷，或者丁基三乙氧基硅烷，或者异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物，在异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的混合物中，异辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷的质量比为(1—2)：1；所述氟硅烷为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物，或者十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物；在十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的混合物中，十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十二氟烷基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)；在十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的混合物中，十三氟辛基三乙氧基硅烷和十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷的质量比为(1—3)：(1—5)；所述第一溶剂为有机溶剂，例如200#溶剂油、异链烷烃、石油醚的一种，也可选择上述有机溶剂的等体积比例或者等质量比例混合均匀的混合溶剂；所述含氟丙烯酸酯共聚物由无规含氟丙烯酸酯共聚物和嵌段含氟丙烯酸酯共聚物组成，其中：所述无规含氟丙烯酸酯共聚物根据普通自由基聚合原理通过溶液聚合法进行制备，将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、自由基引发剂和第二溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应后，自然冷却至室温20—25摄氏度即可；所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或全氟辛基乙基丙烯酸酯；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或者甲基丙烯酸十八酯；所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二异丙苯；所述第二溶剂为甲苯、石油醚、乙酸丁酯、乙酸异丁酯，或者上述有机溶解的等体积比或者等质量比混合的有机溶剂或者其任意比例的混合溶剂；在上述溶液聚合法制备方法中，各个组份的重量份如下：含氟丙烯酸酯单体12～20重量份、丙烯酸酯单体10～25重量份、自由基引发剂0.2～0.5重量份、第二溶剂65～75重量份；所述嵌段含氟丙烯酸酯共聚物根据可逆加成—断裂链转移活性聚合原理，通过溶液聚合法进行制备嵌段含氟丙烯酸酯共聚物，将含氟丙烯酸酯单体、自由基引发剂、RAFT试剂和第三溶剂混合均匀后，在室温下真空处理以排除氧，加热至引发温度之上进行反应，以使在RAFT试剂提供的活性聚合中心的两侧形成含氟丙烯酸酯嵌段，然后将除氧后的丙烯酸酯单体加入到反应体系中继续反应，以使在嵌段含氟丙烯酸酯共聚物的中间形成丙烯酸酯嵌段，待反应结束后自然冷却至室温20—25摄氏度即可；所述含氟丙烯酸酯单体为丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三...
【专利技术属性】
技术研发人员：王滨，程发，赵茹，唐军务，
申请(专利权)人：王滨，程发，赵茹，唐军务，
类型：发明
国别省市：天津;12
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