一種固體粉末有機矽防水劑及其製備方法
2023-09-21 08:02:15 1
一種固體粉末有機矽防水劑及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種固體粉末有機矽防水劑，它以矽烷和聚矽氧烷為防水劑，以非離子表面活性劑為乳化劑，以聚羧酸鹽為水泥減水劑和分散劑，以水溶性聚合物為膠體保護劑及水泥防裂劑，以超細二氧化矽為分散載體。具有在水中分散性好，同時與水泥、石英砂等骨料的混合均勻性好的特點，本發明加入非離子表面活性劑做乳化劑，同時加入聚羧酸鹽分散劑和水溶性聚乙烯醇做為保護膠體，使防水劑 中的矽烷矽氧烷始終被乳化劑、分散劑及保護膠體包裹，直到與水泥接觸，在鹼性水介質下水解縮聚，形成拒水的矽樹脂。
【專利說明】一種固體粉末有機矽防水劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於防水劑【技術領域】，涉及一種固體粉末有機矽防水劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 矽烷和聚矽氧烷是建材的優良防水劑，它們能滲透到多孔建材的內部結構中，在 水份的作用下水解縮聚形成透汽拒水的網狀矽樹脂，防止液態水滲透而不阻擋水汽透過。 這些有機矽防水劑可以為溶劑型的，也可以做成乳液型的，溶劑型的防水劑的優點是滲透 力強，但要用有機溶劑，運輸使用不安全，價格也較貴，乳液型的防水劑不用易燃溶劑，用水 作為稀釋劑，但滲透力差，防水效果不及溶劑型的防水劑。不管是溶劑型還是乳液型防水 劑，都為液態，包裝運輸都不太方便。
[0003] 國外如美國專利US 8431646B2 (2013. 03. 30)，德國德固薩公司採用水溶性聚合 物乳化有機矽防水劑，然後通過噴霧乾燥得到自由流動的易於分散於水中的有機矽防水 劑，此方法要用昂貴的噴霧乾燥設備，投資大能耗高。德國瓦克公司申請的美國專利US 6268423Bi，採用二氧化矽為載體，然後與矽烷、矽氧烷混合，得到粉末狀防水劑，用該法得 到的粉狀防水劑，也不易分散於水中，與水泥等粉料混合後，分散不均勻，水泥固化後，防水 效果不佳，而且影響水泥製品的強度。
【發明內容】
[0004] 為克服上述的技術缺點，本發明提供一種固體粉末有機矽防水劑及其製備方法， 它採用非離子表面活性劑為乳化劑，以水溶性高分子化合物為乳液的保護劑，以聚羧酸鹽 水泥減水劑為分散增強劑，再以比表面積大的二氧化矽為載體，做成在水中易潤溼分散的 粉末狀有機矽防水劑。加入到水泥混凝土和水泥砂漿中一起混合一水化，固化後使水泥混 凝土和水泥砂漿整體防水，使水泥製品的吸水率降低等80%，強度提高20%以上，防止水中 氯離子對水泥混凝土中金屬構件的侵蝕。
[0005] 本發明解決其技術問題所採用的技術方法是：一種固體粉末有機矽防水劑，它以 矽烷和聚矽氧烷為防水劑，以非離子表面活性劑為乳化劑，以聚羧酸鹽為水泥減水劑和分 散劑，以水溶性聚合物為膠體保護劑及水泥防裂劑，以超細二氧化矽為分散載體。
[0006] 上述固體粉末有機矽防水劑的製備方法，其步驟是： 按照重量比選取100份的水溶性高分子化合物並向其中加入重量份為8份的非離子表 面活性劑，並攪拌均勻，然後稱取80份的矽烷，40份的聚矽氧烷混合均勻後，分多次加入 聚乙烯醇水相中，每次加入量為10-20份，開啟高剪切乳化機，以2000-4000轉/分的速度 進行乳化，油相加完後，再加入12份的聚羧酸鹽水溶液，再高速剪切5分鐘，得到含有機矽 50%的有機矽防水劑乳液，再把乳液加到載體中攪勻便得到固體粉末防水劑。
[0007] 所述娃燒包括各種碳鏈長度的燒基燒氧基娃燒，如甲基二乙氧基娃燒、丙基二乙 氧基矽烷、丁基三乙氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、十二烷基三乙氧基矽烷或它們的混合 物。
[0008] 所述聚矽氧烷是各種矽烷的水解預聚物。
[0009] 所述乳化劑為各種非離子表面活性劑如烷基醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯 類，乳化劑的HLB值在9?13之間，乳化劑的用量為矽烷矽氧烷總量的5?10%之間。 [0010] 所述水溶性高分子化合物包括聚乙烯醇、聚氧乙烯醚及碳水化合物如纖維素類、 改性澱粉類，首選的水溶性聚合物為聚乙烯醇，聚乙烯醇可用高分子量的，也可用低分子量 的，本發明採用低分子量的聚乙烯醇為佳。
[0011] 本發明的有益效果是：具有在水中分散性好，同時與水泥、石英砂等骨料的混合均 勻性好的特點，本發明加入非離子表面活性劑做乳化劑，同時加入聚羧酸鹽分散劑和水溶 性聚乙烯醇做為保護膠體，使防水劑中的矽烷矽氧烷始終被乳化劑、分散劑及保護膠體包 裹，直到與水泥接觸，在鹼性水介質下水解縮聚，形成拒水的矽樹脂。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合實施例對本發明進一步說明。
[0013] 一種固體粉末有機矽防水劑，它以矽烷和聚矽氧烷為防水劑，以非離子表面活性 劑為乳化劑，以聚羧酸鹽為水泥減水劑和分散劑，以水溶性聚合物為膠體保護劑及水泥防 裂劑，以超細二氧化矽為分散載體。
[0014] 上述固體粉末有機矽防水劑的製備方法，其步驟是： 按照重量比選取100份的水溶性高分子化合物並向其中加入重量份為8份的非離子表 面活性劑，並攪拌均勻，然後稱取80份的矽烷，40份的聚矽氧烷混合均勻後，分多次加入聚 乙烯醇水相中，每次加入量為10-20份，開啟高剪切乳化機，以2000-4000轉/分的速度進 行乳化，油相加完後，再加入12份的聚羧酸鹽水溶液，再高速剪切5分鐘，得到含有機矽50% 的有機矽防水劑乳液。再把乳液加到載體粉末中攪勻，便得到固體粉末防水劑. 所述娃燒包括各種碳鏈長度的燒基燒氧基娃燒，如甲基二乙氧基娃燒、丙基二乙氧基 矽烷、丁基三乙氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、十二烷基三乙氧基矽烷或它們的混合物。
[0015] 所述聚矽氧烷是各種矽烷的水解預聚物。
[0016] 所述乳化劑為各種非離子表面活性劑如烷基醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯 類，乳化劑的HLB值在9?13之間，乳化劑的用量為矽烷矽氧烷總量的5?10%之間。
[0017] 所述水溶性高分子化合物包括聚乙烯醇、聚氧乙烯醚及碳水化合物如纖維素類、 改性澱粉類，首選的水溶性聚合物為聚乙烯醇，聚乙烯醇可用高分子量的，也可用低分子量 的，本發明採用低分子量的聚乙烯醇為佳。
[0018] 實施例1 :在100克20%的聚乙烯醇PVA-0588水溶液中加入脂肪醇聚氧乙烯醚混 合非離子表面活性劑8克，其HLB值為10. 3,攪拌均勻，另稱取辛基三乙氧基矽烷80克，甲 基矽樹脂預聚物聚矽氧烷40克，混合均勻後，分多次(每次10-20克)加入聚乙烯醇水相中， 開啟高剪切乳化機，以2000-4000轉/分的速度進行乳化，油相加完後，再加入12克40%的 聚羧酸鹽減水劑水溶液，再高速剪切5分鐘，得到含有機矽50%的穩定乳液，將該防水劑乳 液100克，滴加到比表面積為180m 2/g的沉澱二氧化矽粉末50克中，充分攪拌均勻，使其在 水中易於分散，無顆粒、無油珠出現，得到含有機矽防水劑34%的粉末。
[0019] 實施例2 :100克20%的PVA-0588水溶液，加入斯盤-吐溫混合乳化劑6克，它們 的HLB值為10. 6,另外稱取辛基三乙氧基矽烷60克，甲基矽樹脂預聚物60克，混合均勻後 分多次(每次10-20克)加入PVA-乳化劑混合水相中，在高速剪切乳化機中乳化20分鐘，後 加入14克40%的聚羧酸鹽減水劑，再均化5分鐘，得到含防水劑50%的乳液，得到的防水劑 乳液100克滴加入比表面積150m 2/g的沉澱二氧化矽50克中，充分攪拌均勾，得到在水中 易於分散的粉狀有機矽防水劑，含有機矽防水劑34%。
[0020] 稱取水泥（425#) 150克，石英砂（100目）300克，混合均勻，另稱水100克，加入例 1和例2的粉末防水劑1. 8克或3. 6克，充分攪拌分散後，加到水泥-砂混合料中，充分用刮 刀攪勻，然後倒注到三個直徑為50cm、深度為2cm的塑料圓盤中，室溫下放一晚，從第二天 開始泡入水中浸泡一周，取出晾乾一周後，測水泥砂漿圓盤在水中泡48小時的吸水率。另 做不加粉狀防水劑的試塊3個做對照樣，在同樣條件下養護，同樣測在水中泡48小時的吸 水率，如下表所示： 粉狀防水劑對防水砂漿吸水率的影響：
【權利要求】
1. 一種固體粉末有機矽防水劑，其特徵是：它以矽烷和聚矽氧烷為防水劑，以非離子 表面活性劑為乳化劑，以聚羧酸鹽為水泥減水劑和分散劑，以水溶性聚合物為膠體保護劑 及水泥防裂劑，以超細二氧化矽為分散載體。
2. 上述固體粉末有機矽防水劑的製備方法，其特徵在於步驟是： 按照重量比選取100份的水溶性高分子化合物並向其中加入重量份為8份的非離子表 面活性劑，並攪拌均勻，然後稱取80份的矽烷，40份的聚矽氧烷混合均勻後，分多次加入 聚乙烯醇水相中，每次加入量為10-20份，開啟高剪切乳化機，以2000-4000轉/分的速度 進行乳化，油相加完後，再加入12份的聚羧酸鹽水溶液，再高速剪切5分鐘，得到含有機矽 50%的有機矽防水劑乳液，再把乳液加到載體中攪勻便得到固體粉末防水劑。
3. 如權利要求1所述固體粉末有機矽防水劑，其特徵是：所述矽烷包括各種碳鏈長度 的烷基烷氧基矽烷，如甲基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、丁基三乙氧基矽烷、辛基三 乙氧基矽烷、十二烷基三乙氧基矽烷或它們的混合物。
4. 如權利要求1所述固體粉末有機矽防水劑，其特徵是：所述聚矽氧烷是各種矽烷的 水解預聚物。
5. 如權利要求1所述固體粉末有機矽防水劑，其特徵是：所述乳化劑為各種非離子表 面活性劑如烷基醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯類，乳化劑的HLB值在9?13之間，乳化 劑的用量為矽烷矽氧烷總量的5?10%之間。
6. 如權利要求1所述固體粉末有機矽防水劑，其特徵是：所述水溶性高分子化合物包 括聚乙烯醇、聚氧乙烯醚及碳水化合物如纖維素類、改性澱粉類，首選的水溶性聚合物為聚 乙烯醇，聚乙烯醇可用高分子量的，也可用低分子量的，本發明採用低分子量的聚乙烯醇為 佳。
【文檔編號】C04B24/42GK104446125SQ201410732607
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月7日 優先權日:2014年12月7日
【發明者】周宇鵬, 周濤, 滕青藝 申請人:南雄鼎成化工有限公司