一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，属于石膏防水剂技术领域。本发明专利技术以有机硅改性聚丙烯酸酯乳液为基体乳液，并添加石蜡乳液和白凡士林，制备一种聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂，有机硅分子中含有Si‑O键和Si‑C键，Si‑O键的键能高，分子体积大、密度低，从而赋予分子很高的憎水性，乳液与石膏的成分反应，能使得石膏中的孔隙微细孔与水的接触角增大，提高石膏的防水性能，石蜡乳液和白凡士林的分子可以与有机硅和聚丙烯酸酯交联，从而可以有效提高石膏制品的强度，提高憎水膜的成膜性，进一步改善石膏防水剂的防水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法
本专利技术涉及一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，属于石膏防水剂

技术介绍
石膏是一种传统无机胶凝材料，其使用历史悠久。当今社会，石膏胶凝材料主要用来生产建筑非承重墙体材料和室内装饰装修材料。石膏建材制品普遍具有优异的防火阻燃、装饰装潢、可再加工、隔音保温性特性，并可调节室内空气湿度，对人体亲和无害，已成为备受推崇的绿色节能型建筑材料。尽管石膏建材制品的认可度较高，但是其自身也存在诸如强度低，防水防潮性能差，受潮后强度损失大、易发生翘曲变形等不足之处。针对导致石膏耐水性差的三点原因，其防水途径也可相应分为三类：一是涂覆或浸渍可防止水分对石膏溶蚀的憎水性物质，隔绝水的方法；二是减小二水石膏晶体在水中的溶解度，增大其软化系数；三是减少石膏对水的吸收量，降低吸水率的方法。减少石膏对水的吸水量、降低吸水率的方法有：（1）提高石膏硬化体的密实度；（2）改变石膏硬化体内部孔隙的表面能。目前解决石膏耐水性差的方法是保证泡沫石膏保温制品内部结晶构造稳定规整，减少接触点的数量。减小石膏保温板内部孔径大小，保证内部结构裂缝最少。通过上述分析，有两种方法可以提高石膏保温板的抗水性：试样表面层涂刷处理、内掺防水材料到石膏体系内。试样表面层涂刷处理仅仅是对表层进行了防水处理，内部则没有防水作用，一旦外表层被破坏后，整个石膏保温板材料将作废。所以目前一般不会只用表层涂刷进行防水处理；内掺防水材料的方法是指在制作石膏保温板材时，将一些无机材料与石膏原料粉混合均匀后，加水搅拌倒模成型。但是加入无机材料后，石膏体系内生成的胶凝结构减低石膏板的力学强度，并且石膏的密度会增大，得不到轻质石膏板，从而限制了石膏板的利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有石膏用防水材料大多为无机材料，存在减低石膏板的力学强度的问题，提供了一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将改性聚石蜡乳液、白凡士林加入去离子水中，在40～60℃的水浴条件下以280～300r/min转速搅拌10～16min，得聚合物液；（2）将聚合物液、丙三醇加入有机硅改性聚丙烯酸酯乳液中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000～16000r/min转速搅拌1～2h，再置于超声波分散机内，常温下超声处理30～40min，得有机硅聚丙烯酸酯基石膏防水剂。所述的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液、丙三醇、改性聚石蜡乳液、白凡士林、去离子水的重量份数分别为：40～60份有机硅改性聚丙烯酸酯乳液、20～30份丙三醇、16～24份改性聚石蜡乳液、8～12份白凡士林、40～60份去离子水。所述的超声处理的功率为500～600W。所述的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的具体制备步骤为：（1）将辛基酚聚氧乙烯醚加入去离子水中，常温下以180r/min转速搅拌12～16min，得乳化剂液；（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯加入2/3质量的乳化剂液中，在40～60℃的水浴条件下以200～240r/min转速搅拌10～12min，保温，得预乳液；（3）将剩余1/3质量的乳化剂液缓慢加入预乳液中，在40～60℃的水浴条件下以240～280r/min转速搅拌20～30min，得乳化液；（4）将羟基硅油、正辛基三乙氧基硅烷、过硫酸铵加入乳化液中，在80～90℃的水浴条件下以300～350r/min转速搅拌2～4h，得混合乳液；（5）将混合乳液置于超声波分散机中，在70～80℃的条件下超声震荡20～30min，常温冷却，得有机硅改性聚丙烯酸酯乳液。所述的羟基硅油、正辛基三乙氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、辛基酚聚氧乙烯醚、过硫酸铵、去离子水的重量份数分别为：30～40羟基硅油、30～40份正辛基三乙氧基硅烷、20～30份丙烯酸、20～25份甲基丙烯酸甲酯、20～25份甲基丙烯酸乙酯、4～6份辛基酚聚氧乙烯醚、0.4～0.8份过硫酸铵、60～80份去离子水。所述的剩余1/3质量的乳化剂液缓慢加入的速率为30～40mL/min。所述的超声震荡的功率为400～500W。所述的改性聚石蜡乳液的制备方法为：（1）按重量份数计，分别称量8～10份固体石蜡，3～5份硬脂酸钠，15～20份水加入乳化罐中，升温到55°C～75°C石蜡完全溶解后，在300～500r/min的低速搅拌条件下，加入3～5份环氧氯丙烷，继续升温到80～85°C，加入0.1～0.2份过硫酸铵，以1500～3000r/min保温搅拌45～55分钟；（2）在上述产物降温至55～75°C时，将重量份数为4～6份氨水缓慢加入装入步骤（2）反应产物的乳化罐中，并搅拌速度为2000～3000r/min搅拌，直至氨水加入完；（3）在氨水加入完后继续保温反应10～20min，冷却，当温度下降到35～45°C时放料，制得改性聚石蜡乳液。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以羟基硅油、正辛基三乙氧基硅烷为原料制备有机硅改性聚丙烯酸酯乳液，制备一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂，有机硅改性聚丙烯酸酯乳液中的聚合物既有碳、氢等有机物组成元素，又有硅、氧等无机物组成元素，它的分子结构接近于硅酸盐的结构，是一种典型的半无机高分子，有机硅分子中含有Si-O键和Si-C键，Si-O键的键能高，硅和氧的电负性差较大，接近于离子键，从而赋予它耐热、抗氧化、耐辐射等性能，Si-C键中的Si很难形成sp2杂化轨道，所以Si-C键旋转，分子体积大、密度低，从而赋予分子很高的憎水性，在石膏基材表面涂刷或内部掺入有机硅改性聚丙烯酸酯乳液后，由于乳液与石膏的成分反应，能使得石膏中的孔隙微细孔与水的接触角增大，从而提高石膏的防水性能；并且有机硅可在石膏体系中发生水解缩合作用，可以自身缩合，也可以与无机基材中的羟基进行交联缩合，其分子中体积较大的烷基伸向外侧，而烷基属于疏水性基团，所以整个体系起到了抗水作用。石膏保温材料内部也会随着干燥固化而形成一种交联网膜结构，可以有效提高石膏的力学强度（2）本专利技术通过添加丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯，制备一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂，丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯在乳液中可以形成聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯的粘度小，能交联成坚韧的疏水膜，具有优良的防水性，聚丙烯酸酯粒子分散在水中，水分子蒸发时粒子逐渐靠近，当使用时的温度高于乳液的最低成膜温度，那么聚丙烯酸酯粒子在相互靠近的时候可以变形，以填充粒子之间的空隙，最后形成透明且没有孔隙的膜，填充在石膏的毛细孔隙中，可以对石膏基材的性能进行改善，从而可以有效提高石膏的防水性能和力学性能；（3）本专利技术通过添加改性聚石蜡乳液和白凡士林，制备一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂，改性聚石蜡乳液和白凡士林的分子可以与有机硅和聚丙烯酸酯交联，从而可以有效提高憎水膜的强度，提高憎水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：/n（1）将改性聚石蜡乳液、白凡士林加入去离子水中，在40～60℃的水浴条件下以280～300r/min转速搅拌10～16min，得聚合物液；/n（2）将聚合物液、丙三醇加入有机硅改性聚丙烯酸酯乳液中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000～16000r/min转速搅拌1～2h，再置于超声波分散机内，常温下超声处理30～40min，得有机硅聚丙烯酸酯基石膏防水剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）将改性聚石蜡乳液、白凡士林加入去离子水中，在40～60℃的水浴条件下以280～300r/min转速搅拌10～16min，得聚合物液；
（2）将聚合物液、丙三醇加入有机硅改性聚丙烯酸酯乳液中，置于高剪切乳化机内，常温下以12000～16000r/min转速搅拌1～2h，再置于超声波分散机内，常温下超声处理30～40min，得有机硅聚丙烯酸酯基石膏防水剂。


2.根据权利要求1所述的一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，其特征在于，所述的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液、丙三醇、改性聚石蜡乳液、白凡士林、去离子水的重量份数分别为40～60份有机硅改性聚丙烯酸酯乳液、20～30份丙三醇、16～24份改性聚石蜡乳液、8～12份白凡士林、40～60份去离子水。


3.根据权利要求1所述的一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的超声处理的功率为500～600W。


4.根据权利要求1所述的一种有机硅聚丙烯酸酯基石膏复合防水剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的具体制备步骤为：
（1）将辛基酚聚氧乙烯醚加入去离子水中，常温下以180r/min转速搅拌12～16min，得乳化剂液；
（2）将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯加入2/3质量的乳化剂液中，在40～60℃的水浴条件下以200～240r/min转速搅拌10～12min，保温，得预乳液；
（3）将剩余1/3质量的乳化剂液缓慢加入预乳液中，在40～60℃的水浴条件下以240～280r/min转速搅拌20～30min，得乳化液；
（4）将羟基硅油、正辛基三乙氧基硅烷、过硫酸铵加入乳化液中，在80～90℃的水浴条件下以300～350r/min转速搅拌2～4h，得混...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷洪军，
申请(专利权)人：成都含蓬娄环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51