一种有机无机杂化防腐防水乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种有机无机杂化防腐防水乳液及其制备方法和应用，属于混凝土材料技术领域。所述制备方法包括以下步骤：S1.将磷钼酸溶于去离子水中得到磷钼酸溶液；向酯型乳化剂水溶液中加入烷氧基硅烷，充分搅拌，得到烷氧基硅烷乳液；S2.向磷钼酸溶液中加入聚氧乙烯醚型乳化剂和聚硅氧烷，充分搅拌，然后加热至35～40℃，边搅拌边滴加烷氧基硅烷乳液，滴加完毕后将反应体系的pH调节至5～6，继续搅拌反应1～3h，得到所述有机无机杂化防腐防水乳液。本发明专利技术的制备方法得到乳液使混凝土具备良好的防水抗渗性能，此外，磷钼酸具有防腐防氧化的功能，杂化后防腐防氧化功能得到增强，使得到的乳液同时还具有防腐防氧化的功能，能抵抗各种盐类离子和氯离子的侵蚀。种盐类离子和氯离子的侵蚀。种盐类离子和氯离子的侵蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种有机无机杂化防腐防水乳液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土材料
，更具体地，涉及一种有机无机杂化防腐防水乳液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]以水泥为主要胶凝材料的混凝土，其水化后会形成毛细孔和细微缝隙，对于一些常年裸露在含有酸、碱、盐等有害物质侵蚀环境下的建筑物，二氧化碳、水、氯离子、硫酸盐有害物质会从混凝土表面的细微裂缝进入混凝土结构内部，发生化学反应，使混凝土结构碱性降低，对钢筋的保护能力下降，严重影响混凝土结构的强度及使用寿命。
[0003]通过在混凝土表面喷涂防水材料，可以保护混凝土结构，有效阻止混凝土与有害物质接触，有效延长混凝土结构的耐久性。在众多防水材料中，硅烷防水材料作为一种疏水透气材料，在混凝土防护领域得到了快速的发展，其优异的抗污、耐碱、防水等性能逐渐得到了人们的青睐；目前，硅烷类材料已在各类混凝土结构中得到广泛应用。其防护机理是，将硅烷涂在混凝土表面，受混凝土微孔的毛细吸收作用，很容易渗入到毛细孔隙中。渗透到毛细空隙中的硅烷，在潮气和水的作用下水解成硅醇，与硅酸盐中的羟基发生缩合反应，在混凝土表面毛细孔内壁形成一层均匀致密的斥水性网状硅氧烷憎水膜层，阻止外部水分和有害物质的进入，呈斥水效果。硅烷类防水材料主要有溶剂型、乳液型和膏体三种形式，硅烷膏体中活性的硅烷的含量较高，生产成本很大，而且膏体的流动性较差，比较粘稠，不利于喷涂作业，虽然可以储存较长时间，但是使用的范围受到了一定的限制。传统的硅烷乳液虽然其流动性较高，但是储存稳定性相对较差，这也限制了硅烷乳液的广泛生产和应用。中国专利CN114231166 A公开了一种硅烷类混凝土防水、修护剂及其应用方法，硅烷类混凝土防水、修护剂由以下质量百分比的组分组成：异丁基三乙氧基硅烷5％～10％、辛基三乙氧基硅氧烷5％～15％、有机溶剂0～90％或水0～80％。所述的防水、修护剂应用于桥梁、公路、码头、海工工程、铁路轨枕或民用建筑的混凝土表面的肉眼可见或不可见的裂缝；但是该方法以有机溶剂作为分散相，增加了产品整体的挥发性，降低了产品的环保性，且单独的异丁基三乙氧基硅烷的会严重影响混凝土的水化反应；此外，该防水、修护剂只具备防水功能，不具备防腐防氧化功能。
[0004]因此，提供一种不使用有机溶剂，不影响混凝土的水化进程，同时具有防水防腐效果的防腐防水乳液具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法。
[0006]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1.将磷钼酸溶于去离子水中得到磷钼酸溶液；向酯型乳化剂水溶液中加入烷氧
基硅烷，充分搅拌，得到烷氧基硅烷乳液；
[0009]S2.向步骤S1得到的磷钼酸溶液中加入聚氧乙烯醚型乳化剂和聚硅氧烷，充分搅拌，然后加热至35～40℃，边搅拌边滴加步骤S1得到的烷氧基硅烷乳液，滴加完毕后将反应体系的pH调节至5～6，继续搅拌反应1～3h，得到所述有机无机杂化防腐防水乳液。
[0010]本专利技术的制备方法中，采用酯型乳化剂能够促进烷氧基硅烷在水中的均匀分散，得到烷氧基硅烷乳液，有利于后续形成稳定的乳液。同时磷钼酸在聚氧乙烯醚型乳化剂的作用下均匀分散，然后将烷氧基硅烷乳液与磷钼酸溶液混合，在加热和酸性条件下磷钼酸与烷氧基硅烷发生杂化反应，形成烷氧基硅烷包覆磷钼酸的有机无机杂化防腐防水乳液。该乳液附着性好、疏水性强、防腐防水效果佳。
[0011]磷钼酸具有笼状八面体结构，将其与烷氧基硅烷杂化后，得到带疏水基团的八面体，八面体的接触面积大，可作为晶核促进混凝土的水化进程，吸附水泥中的钙离子和硅酸根离子，生成水化产物填充混凝土孔隙，密实结构，可大幅度消减单独使用烷氧基硅烷对混凝土水化反应的影响，同时生成的水化产物表面具备疏水性，形成疏水层。本专利技术的得到乳液一方面可密实混凝土结构，另一方面可使水化产物及混凝土表面具备疏水性，在密实结构和疏水性两方面的共同作用下，使混凝土具备良好的防水抗渗性能。此外，磷钼酸具有防腐防氧化的功能，杂化后防腐防氧化功能得到增强，使得到的乳液除了具备防水性能外，还具有防腐防氧化的功能，能抵抗各种盐类离子和氯离子的侵蚀，极大改善混凝土的耐久性能。
[0012]优选的，所述烷氧基硅烷为异丁基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。本专利技术所采用的烷氧基硅烷在弱酸条件下非常稳定，不易水解。
[0013]优选的，步骤S1中，所述磷钼酸溶液中磷钼酸的质量分数为3～6％；所述烷氧基硅烷乳液中，酯型乳化剂、去离子水和烷氧基硅烷的质量比为(3～6):(94～97):(100～200)。
[0014]优选的，步骤S2中，所述聚氧乙烯醚型乳化剂的质量为磷钼酸溶液的1～2％，所述聚硅氧烷的质量为磷钼酸溶液的1～2％。
[0015]优选的，步骤S2中，所述烷氧基硅烷乳液与磷钼酸溶液的质量比为1:(1～2)。
[0016]优选的，步骤S2中，所述烷氧基硅烷乳液的滴加时间为1～2h。
[0017]优选的，所述聚氧乙烯醚型乳化剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的至少一种；所述酯型乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸脂。
[0018]优选的，所述聚硅氧烷的黏度为200～1000cps。聚硅氧烷的作用是强化乳液的疏水效果。
[0019]本专利技术另一目的是提供所述制备方法制备得到的有机无机杂化防腐防水乳液。
[0020]本专利技术的再一目的是所述一种有机无机杂化防腐防水乳液在混凝土结构表面防护工程和防腐中的应用，将所述乳液喷涂或涂刷至混凝土表面，涂刷量为200～600g/m2。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0022]磷钼酸具有笼状八面体结构，将其与烷氧基硅烷杂化后，得到带疏水基团的八面体，八面体的接触面积大，可作为晶核促进混凝土的水化进程，吸附水泥中的钙离子和硅酸根离子，生成水化产物填充混凝土孔隙，密实结构，可大幅度消减单独使用烷氧基硅烷对混凝土水化反应的影响，同时生成的水化产物表面具备疏水性。本专利技术的得到乳液一方面可
密实混凝土结构，另一方面可使水化产物及混凝土表面具备疏水性，在密实结构和疏水性两方面的共同作用下，使混凝土具备良好的防水抗渗性能。此外，磷钼酸具有防腐防氧化的功能，杂化后防腐防氧化功能得到增强，使得到的乳液除了具备防水性能外，还具有防腐防氧化的功能，能抵抗各种盐类离子和氯离子的侵蚀，极大改善混凝土的耐久性能。
附图说明
[0023]图1为涂刷对比例1的防水乳液的混凝土内部结构的SEM图；
[0024]图2为涂刷对比例1的防水乳液的混凝土内部结构的SEM图。
具体实施方式
[0025]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将磷钼酸溶于去离子水中得到磷钼酸溶液；向酯型乳化剂水溶液中加入烷氧基硅烷，充分搅拌，得到烷氧基硅烷乳液；S2.向步骤S1得到的磷钼酸溶液中加入聚氧乙烯醚型乳化剂和聚硅氧烷，充分搅拌，然后加热至35～40℃，边搅拌边滴加步骤S1得到的烷氧基硅烷乳液，滴加完毕后将反应体系的pH调节至5～6，继续搅拌反应1～3h，得到所述有机无机杂化防腐防水乳液。2.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法，其特征在于，所述烷氧基硅烷为异丁基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述磷钼酸溶液中磷钼酸的质量分数为3～6％；所述烷氧基硅烷乳液中，酯型乳化剂、去离子水和烷氧基硅烷的质量比为(3～6):(94～97):(100～200)。4.根据权利要求1所述的一种有机无机杂化防腐防水乳液的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述聚氧乙烯醚型乳化剂的质量为磷钼酸溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：方周，高峰，邹佳佳，顾亮，潘磊，
申请(专利权)人：武汉市浩盛特种建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：