一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其由硅酸鈉的水溶液和一種硅烷預聚體溶液以及其它助劑混合均勻而成。采用該種表面防護劑，最終處理的混凝土砂漿表面，硬度和耐磨性能都得到明顯的提高。同時這種表面防護劑還可以明顯提高混凝土表面疏水性能，且不含有對環境和人體的有機苯，有機氯和鉛，鉻，鎘等重金屬元素，是一種新型的環保型建筑材料。
【專利說明】一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用混凝土表面防護材料的制備方法，具體涉及一種高滲透型混凝土表面娃酸鹽-硅烷防護劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]現有大多數工業建筑不能滿足安全使用50年的要求，一般使用25~30年就需大修和加固。如天津新港的防波堤，采用普通混凝土的部分，經十幾年左右的運行，就被凍融破壞以致不能發揮作用。地處寒冷地區的水電站、工業廠房、鐵道橋涵、混凝土路面、橋梁及市政工程等的混凝土，接觸雨水、蒸汽的部分，排水系統及受滲透水作用的部分，都受到了凍融破壞，如通遼發電廠的冷卻塔，混凝土筒壁由于滲水致使混凝土遭受凍融破壞而發生表皮剝落、空鼓等現象。為使上述及類似工程繼續發揮作用，各部門每年都要耗巨資加以維修，根據以往經驗，混凝土工程安全使用期和維護使用期的比例為1: (3~10)，但維護使用期的維修費用卻高達建設費用的I~3倍。我國南方海港浪濺區鋼筋混凝土建筑物由于以往設計標準偏低和施工質量問題，通常使用8~10年即出現因氯鹽腐蝕鋼筋引起的開裂剝落破壞。所以混凝土結構的耐久性日益受到工程領域的關注。對混凝土表面處理，涂敷一層疏水，堅硬的硅酸鹽材料，是一種施工方便，經濟適用，長期有效的防腐蝕，防老化的技術。用于混凝土防護的涂層材料來源雖然品種很多，但是并不能夠完全滿足混凝土防護的要求。混凝土結構防護 主要有混凝土表面硅酸鹽滲透結晶防水劑、混凝土表面硅烷浸潰、環氧涂層、鋼筋阻銹劑等方法。發展比較快的主要有硅酸鹽滲透型防護劑和混凝土表面硅烷浸潰。甲基硅醇鹽防水劑，在開始處理水泥表面時，可以具有很好的防水效果，但是由于其堿度高，硅鈉摩爾比低，有效成分隨時間容易出現溶解，導致防水功能喪失。而硅烷浸潰是一種技術成熟、性價比最優良的方法。但是也存在價格昂貴，工藝條件復雜等不足，只能用于一些重要橋梁和海港工程。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法。提高混凝土表面的防水、耐磨、防腐、防銹性能，延長混凝土建筑物的使用壽命。
[0004]本發明采用的技術方案如下:
[0005]一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，包括以下步驟:
[0006]( I)硅酸鈉水溶液的制備:
[0007]按重量比1-2:0.5-1的比例稱取九水偏硅酸鈉、氣相二氧化硅混合均勻，然后再加入混合粉末重量5-10倍的水，水浴加熱至80-95°C，攪拌15-20min，得到透明無色硅酸鈉水溶液；
[0008](2)硅烷預聚體溶液的制備:
[0009]按摩爾比1.5-2:1的比例將硅烷單體、硅酸乙酯加入有機溶劑中，再加入催化劑，攪拌均勻，然后再緩慢滴加水，水與硅烷單體的摩爾比為0.5-1.5，溶液PH控制在2-5，水浴加熱至70-90°C，水解縮聚反應5-10h，過濾除去催化劑，減壓蒸餾除去有機溶劑，得到硅烷預聚體溶液；
[0010](3)混凝土表面防護劑的制備:
[0011]按重量比3-6:2-4的比例將硅烷預聚體溶液緩慢地滴加入上述制得的硅酸鈉溶液中，同時緩慢攪拌均勻，然后加入溶液重量2-3%的十二烷基三甲基氯化銨、0.5-1%的玉石粉、2-3%的聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、1-2%的石油浙青、3-5%的聚醋酸乙烯乳液、
0.4-0.8%的十二碳醇酯和0.2-0.5%的乙二醇丁醚，攪拌均勻即得本發明防護劑。
[0012]所述的硅烷單體選自N- ( β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Y _(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、十二烷基二甲氧基硅烷中的一種或多種；
[0013]所述的有機溶劑選自乙醇、丙醇、異丙醇中的一種，其用量為硅烷單體質量的2-3倍。
[0014]所述的催化劑選自鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、甲酸、乙酸中的一種或多種，其用量為硅烷單體質量的0.3-0.6%。
[0015]所述的聚醋酸乙烯乳液固含量為15-20%。
[0016]本發明的有益效果:
[0017]本發明制得的滲透型混凝土表面防護劑，對于陳舊性和新建設的混凝土表面，只需要對其表面進行刷涂處理，就能在混凝土表層區域，生成致密的保護層，表面硬度得到提高，強化耐磨損性，同時在被處理表面生成一層憎水區域，大幅度降低混凝土的吸水率，達到保護混凝土結構，因為水分滲透，酸性物質擴散，鹽分侵蝕引起的腐蝕和破壞，改善混凝土結構的耐久性，且不含有對環境和人體的有機苯，有機氯和鉛，鉻，鎘等重金屬元素，是一種新型的環保型建筑材料。
【具體實施方式】
[0018]一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，包括以下步驟:
[0019](I)硅酸鈉水溶液的制備:
[0020]稱取2.8kg九水偏硅酸鈉和1.5kg氣相二氧化硅混合均勻，然后再加入26.2kg水，水浴加熱至85°C，攪拌20min，得到透明無色硅酸鈉水溶液；
[0021](2)硅烷預聚體溶液的制備:
[0022]稱取21.6kg 二甲基二甲氧基硅烷、20.8kg硅酸乙酯加入48.4kg乙醇中，攪拌均勻，再加入296mllmol/L鹽酸，攪拌均勻，然后再緩慢滴加3.2kg水，溶液PH控制為3.5，水浴加熱至80°C，水解縮聚反應8h，過濾除去催化劑，減壓蒸餾除去有機溶劑，得到硅烷預聚體溶液；
[0023]( 3)混凝土表面防護劑的制備:
[0024]取10.5kg硅烷預聚體溶液緩慢地滴加入上述制得的6.3kg硅酸鈉溶液中，同時緩慢攪拌均勻，然后加入0.4kg十二烷基三甲基氯化銨、0.12kg玉石粉、0.35kg聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、0.24kg石油浙青、0.68kg固含量為18%的聚醋酸乙烯乳液、0.088kg十二碳醇酯和0.052kg乙二醇丁醚，攪拌均勻即得成品。[0025]本實施例制得的防護劑的阿克隆試驗機試驗數據如下:
[0026]表1阿克隆耐磨機測試后的樣品處理前后的減重量。
[0027]
【權利要求】
1.一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(I)硅酸鈉水溶液的制備: 按重量比1-2:0.5-1的比例稱取九水偏硅酸鈉、氣相二氧化硅混合均勻，然后再加入混合粉末重量5-10倍的水，水浴加熱至80-95°C，攪拌15-20min，得到透明無色硅酸鈉水溶液； (2)硅烷預聚體溶液的制備: 按摩爾比1.5-2:1的比例將硅烷單體、硅酸乙酯加入有機溶劑中，再加入催化劑，攪拌均勻，然后再緩慢滴加水，水與硅烷單體的摩爾比為0.5-1.5，溶液PH控制在2-5，水浴加熱至70-90°C，水解縮聚反應5-10h，過濾除去催化劑，減壓蒸餾除去有機溶劑，得到硅烷預聚體溶液； (3)混凝土表面防護劑的制備: 按重量比3-6:2-4的比例將硅烷預聚體溶液緩慢地滴加入上述制得的娃酸鈉溶液中，同時緩慢攪拌均勻，然后加入溶液重量2-3%的十二烷基三甲基氯化銨、0.5-1%的玉石粉、2-3%的聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯、1-2%的石油浙青、3-5%的聚醋酸乙烯乳液、0.4-0.8%的十二碳醇酯和0.2-0.5%的乙二醇丁醚，攪拌均勻即得本發明防護劑。
2.根據權利要求1所述的一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其特征在于，所述的硅烷單體選自N- ( β -氨乙基)-Y -氨丙基三甲氧基硅烷、Y-(2, 3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、·Y-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其特征在于，所述的有機溶劑選自乙醇、丙醇、異丙醇中的一種，其用量為硅烷單體質量的2-3 倍。
4.根據權利要求1所述的一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其特征在于，所述的催化劑選自鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、甲酸、乙酸中的一種或多種，其用量為硅烷單體質量的0.3-0.6%。
5.根據權利要求1所述的一種高滲透型混凝土表面硅酸鹽-硅烷防護劑的制備方法，其特征在于，所述的聚醋酸乙烯乳液固含量為15-20%。
【文檔編號】C04B41/64GK103588502SQ201310460231
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】儲理政 申請人:安徽天馨納米材料有限公司