一种防水涂料、改性硅烷及在制备防水涂料中的用途制造技术

本发明专利技术公开了一种防水涂料、改性硅烷及在制备防水涂料中的用途，所述防水涂料，包括以下组分：改性硅烷、光敏树脂、隔热填料、四氢呋喃。其中改性硅烷采用双亲微粒对硅烷进行改性而成。本发明专利技术制备的防水涂料具有优良的防水性能、耐候性能及防碳化腐蚀性能。耐候性能及防碳化腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种防水涂料、改性硅烷及在制备防水涂料中的用途


[0001]本专利技术属于涂料
，尤其涉及一种防水涂料、改性硅烷及在制备防水涂料中的用途。

技术介绍

[0002]由于混凝土自身的化学组成及结构特点，混凝土极易受到腐蚀介质的影响。混凝土建筑发生腐蚀一般是在环境因素作用下引起混凝土的破坏和变质，例如长时间暴晒、雨淋、工业污染物等因素，会导致混凝土自身碳化或钢结构被腐蚀，出现开裂、膨胀、剥落等问题。在混凝土表面涂覆防护涂料可以防水、防腐蚀、防老化，提高耐久性，延长使用寿命。中国专利CN107216747A公开了一种混凝土钢结构的纳米技术防护涂料及其制备方法，包括以下原料：丙稀酸树脂、氨基树脂、环氧改性氯化高聚物、纳米复合防腐剂母液、季戊四醇或二季戊四醇、聚磷酸铵、增强玻璃纤维、钛白粉、消泡剂。该专利的防护涂料利用材料复合技术和纳米改性技术提高了涂料的耐油、耐盐雾腐蚀性能，附着力强，便于喷涂、刷涂施工，但是涂料在使用中耐候性较差，防碳化、耐老化性不佳。中国专利CN109705697A公开了一种混凝土涂料，包括以下各组分：水性丙烯酸改性环氧树脂、硅烷偶联剂、去离子水、石英砂、鳞片、短切纤维、成膜助剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、催干剂、颜料。该专利的混凝土涂料在保证混凝土建筑外观的同时，延长建筑物了使用性能和耐久性，防碳化腐蚀及耐老化性能还需要改进。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种防水涂料、改性硅烷及在制备防水涂料中的用途。
[0004]改性硅烷的制备方法，包括以下步骤：S1.将硅烷单体按照重量比（1
‑
3）:（4
‑
7）加入有机溶剂A中，150
‑
200rpm搅拌分散30
‑
60min，得到有机硅溶液；S2.避光条件下，将双亲微粒按照料液比（1
‑
3）g:（15
‑
30）mL加入有机溶剂A中，25
‑
40kHz、200
‑
400W超声波辅助分散30
‑
60min，得到微粒分散液；S3.避光条件下，将有机硅溶液与微粒分散液按照重量比（6
‑
10）:（1
‑
2）混合，300
‑
600rpm搅拌20
‑
40min，得到改性硅烷。
[0005]所述硅烷单体选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0006]所述有机溶剂A选自正丁醇、四氢呋喃、丙酮、醋酸丁酯中的任意一种。
[0007]有机硅类涂料反应活性较低，渗透性强，可利用硅烷键水解出高活性硅羟基，与混凝土表面羟基缩合形成憎水涂膜。但仅能在混凝土表面及孔隙内壁中成膜，不能对孔隙和
裂缝缺陷进行封闭。加入环氧丙烯酸酯树脂光敏材料，所得涂料既具有渗透性，又能固结成膜，在混凝土表层形成致密防护层，封闭孔隙和裂缝缺陷，提高防护效果。但涂层致密导致水气不易排出，或部分水气排出的同时大气污染物也能对混凝土造成侵蚀，防护效果依然不够。
[0008]双亲微粒中PEDOT为疏水结构，具有导电性和成膜性。由于微粒间引力的相互作用，PEDOT容易在二氧化钛周围聚集形成烟花状团簇，团簇结构以二氧化钛侧朝外，PEDOT侧朝内，亲水性提高。二氧化钛具有较高光催化活性，在紫外光照射下，可以为微粒提供自主运动所需动能，做自推进运动，且扩散系数大，使团簇粒子分散开来。紫外光照射下，同时还发生涂料的固化成膜。由于团簇结构与膜表面距离不同，接触紫外光照射的程度不同，微粒获得的动能大小不同，因此在距离膜表面不同距离的团簇程度不同，越靠近膜表面团簇程度越小，微粒分布越均匀，成膜性越好，疏水性越高；进而成膜性和疏水性由膜表面到混凝土基面逐渐降低，呈现树状分叉的梯度结构，可实现自驱动定向导气导水，将混凝土基面水气导出，且阻隔涂膜外部大气对混凝土的侵蚀。由于二氧化钛光催化效应结合PEDOT导电性，双亲微粒的加入还起到了电学防蚀效果，提高了防混凝土腐蚀的作用。
[0009]所述双亲微粒的制备方法，包括以下步骤：K1.将改性TiO2颗粒按照料液比1g:（20
‑
30）mL加入90
‑
95℃的四溴化碳中，100
‑
300W、30
‑
50kHz超声分散30
‑
60min，得到改性TiO2颗粒漂浮液；K2.将EDOT按照料液比1:（30
‑
50）加入90
‑
95℃水中，100
‑
300W、30
‑
50kHz超声分散20
‑
30min，得到EDOT悬浊液；K3.按照重量比1:（3
‑
5）将EDOT悬浊液加入到K1步骤所得改性TiO2颗粒漂浮液中，得到混合液；K4.保持温度90
‑
95℃不变，向混合液中添加重量比（20
‑
25）:（1
‑
2）的Na2S2O8和FeCl3，其中Na2S2O8与混合液的料液比为1g:（300
‑
400）mL，添加后立即以700
‑
900rpm转速搅拌1
‑
2min，停止搅拌，保温静置反应10
‑
20h，得到反应混合物；K5.将反应混合物趁热过滤，依次经醇洗、水洗、干燥，得到双亲微粒。
[0010]经改性后TiO2颗粒空间体积增大，密度减小，漂浮在四溴化碳液面，二氧化钛本身为双亲材料，一般情况下其表面含大量羟基，显示出亲水性，表面活性改性剂赋予改性TiO2颗粒更好的双亲（亲水亲油）性，加入EDOT悬浊液后，由于四溴化碳与水互不相溶，且密度远大于水，混合液出现分层，较未改性TiO2颗粒，改性TiO2颗粒能更好的悬浮于分层界面之间。EDOT悬浊液在改性TiO2颗粒漂浮液的上方。Na2S2O8和FeCl3添加后经快速搅拌，溶解于上层EDOT悬浊液，引发EDOT聚合生成PEDOT，并向下沉积于分层界面，于改性TiO2颗粒的上表面自组装成壳，生成不对称双亲微粒。
[0011]所述改性TiO2颗粒的制备方法包括以下步骤：T1.将钛酸四丁酯按照重量比1:（3
‑
6）溶于无水乙醇，得到A溶液；T2.将表面活性改性剂按照料液比（1
‑
2）g:1000mL溶解于（10
‑
14）wt%的醋酸水溶液中，得到B溶液；T3.以100
‑
200rpm转速搅拌A溶液，同时以3
‑
5mL/min的速度向其中滴加B溶液，A溶液和B溶液重量比为1:（1
‑
1.5），滴加完毕继续搅拌20...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改性硅烷，其特征在于，由以下方法制备而成：S1.将硅烷单体按照重量比（1
‑
3）:（4
‑
7）加入有机溶剂A中，150
‑
200rpm搅拌分散30
‑
60min，得到有机硅溶液；S2.避光条件下，将双亲微粒按照料液比（1
‑
3）g:（15
‑
30）mL加入有机溶剂A中，25
‑
40kHz、200
‑
400W超声波辅助分散30
‑
60min，得到微粒分散液；S3.避光条件下，将有机硅溶液与微粒分散液按照重量比（6
‑
10）:（1
‑
2）混合，300
‑
600rpm搅拌20
‑
40min，得到改性硅烷。2.如权利要求1所述的改性硅烷，其特征在于，所述双亲微粒的制备方法，包括以下步骤：K1.将改性TiO2颗粒按照料液比1g:（20
‑
30）mL加入90
‑
95℃的四溴化碳中，100
‑
300W、30
‑
50kHz超声分散30
‑
60min，得到改性TiO2颗粒漂浮液；K2.将EDOT按照料液比1:（30
‑
50）加入90
‑
95℃水中，100
‑
300W、30
‑
50kHz超声分散20
‑
30min，得到EDOT悬浊液；K3.按照重量比1:（3
‑
5）将EDOT悬浊液加入到K1步骤所得改性TiO2颗粒漂浮液中，得到混合液；K4.保持温度90
‑
95℃不变，向混合液中添加重量比（20
‑
25）:（1
‑
2）的Na2S2O8和FeCl3，其中Na2S2O8与混合液的料液比为1g:（300
‑
400）mL，添加后立即以700
‑
900rpm转速搅拌1
‑
2min，停止搅拌，保温静置反应10
‑
20h，得到反应混合物；K5.将反应混合物趁热过滤，依次经醇洗、水洗、干燥，得到双亲微粒。3.如权利要求2所述的改性硅烷，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世波，王春雨，何历超，白至阳，路成真，周武，王硕，刘昕，李建涛，曹江明，武天宇，张晗，藏宏阳，李振山，张桁，李俊忠，傅庆志，李冰，聂雷，孙维龙，安宏飞，聂洪超，李汇强，田占军，葛喜瑞，赵雪璞，史剑，金增华，
申请(专利权)人：北京立高立德工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：