一種防護密封固化劑及其製備方法與應用的製作方法

2023-05-28 07:57:11 3

一種防護密封固化劑及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種防護密封固化劑及其製備方法與應用。本產品的主要組分及其溶液質量百分比為：納米聚矽溶液：25％～35％，高分子膠結料：0～15％，複合促進劑：1％～2％，複合分散滲透劑：0.05％～0.5％，載體(水)：50％～75％，上述原料之和為100％。該固化劑主要用於無機材料——水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強度，使其具有耐久性和實用性。本產品具有固化性能好、適用範圍廣、成本低等特點。
【專利說明】一種防護密封固化劑及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及建築材料、化工材料相關【技術領域】，尤其涉及一種化學建材中的防護密封固化劑及其製備方法，以及建築材料表面進行固化的應用。
【背景技術】
[0002]在建築領域，路面加固、溝渠防滲等多採用水泥混凝土和各種砂漿類材料，建成的水泥道路、地坪、渠道等水泥製品易出現起塵、起砂、露石等問題，導致工程使用時間縮短、復修頻率增加，且耐久性顯著降低，因此，造成了對高能耗、高排放、高汙染的水泥材料的極大浪費。其原因與目前水泥本身及施工多方面影響因素有關，但這些影響因素目前較難避免，因此加強材料表面防護勢在必行，固化劑是目前有效的防護手段之一。
[0003]本發明所涉及的防護密封固化劑與目前國內外同類產品相比，具有固化性能好、適用範圍廣、成本低等特點。將本產品塗於建築材料表面，通過滲透和化學反應對材料表面進行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強度，降低吸水率比和碳化深度。本固化劑可用於無機材料一水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強度，使其具有耐久性和實用性，具有較高的性價比，廣闊的推廣應用前景。

【發明內容】

[0004]本發明提供的一種防護密封固化劑及其製備方法與應用。製得的防護密封固化劑可用於無機材料一水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強度， 使其具有耐久性和實用性，
[0005]該固化劑的主要組分為:納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑、複合分散滲透劑、載體(水)。先將原料配置成相應濃度的溶液，然後按一定的質量百分比將原料放入非金屬容器，在攪拌下使之充分混合均化，配製成液態固化劑。使用時，先將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤溼，然後將固化劑噴或塗刷於基底表面，固化劑通過滲透和化學反應對材料表面進行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強度，降低吸水率比和碳化深度。
[0006]一種防護密封固化劑，主要由以下組分按質量百分比配製而成:納米聚矽溶液:25%~35%，高分子膠結料:0~15%，複合促進劑:I %~2%，複合分散滲透劑:0.05%~
0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分數之和為100%。各組分質量濃度分別為:納米聚矽溶液:30%~35%，高分子膠結料:40%~45%，複合促進劑:10%~15%，複合分散滲透劑:1%~10%。
[0007]所述納米聚矽溶液，原料配比(質量百分比):納米聚矽水溶液(質量濃度35% ):60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質量濃度15%): 20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質量濃度20% ):2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質量濃度30% ):10%~20%，以上組分百分數之和為 100%。
[0008]所述高分子膠結料，按其配比進行自由基連鎖聚合反應製備的，其原料質量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~ 10%，司盤-85(乳化劑):0.2%~0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩定劑):
0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發劑):0.4%~0.8%，其餘為去離子水。
[0009]所述複合促進劑，是由以下四類物質按質量百分比配製而成:有機酸:10%，無機酸:8 %，醇類:10 %~15 %，醇胺類:10 %~20 %，其餘為去離子水。所述有機酸為丙二酸和水楊酸按質量比2: I配製而成的水溶液，所述無機酸為磷酸和硫酸按質量比1:1配製而成的水溶液，所述醇類為二甘醇和甘露醇按質量比3: I配製而成的水溶液，所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質量比2: I配製而成的水溶液，其質量濃度分別為:10%、10%、15%、15%。
[0010]所述複合分散滲透劑由三種表面活性劑按質量百分比配製而成:0P-10:2.27%,十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46%，去離子水:95%。
[0011]將各組分配置成相應濃度的溶液，在有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑和複合分散滲透劑，均化後即製得液態固化劑，並放入不鏽鋼容器內貯存。
[0012]製備方法:在有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑和複合分散滲透劑，均化後即製得液態固化劑。
[0013]將固化劑塗於材料表面，通過滲透和化學反應對材料表面進行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強度，降低吸水率比和碳化深度。可用於水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機玻璃鋼等無機材料表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強度，使其具有耐久性和實用性，具有較高的性價比，對建築工程防護、降低能耗、減少環境汙染具有重要意義。
【具體實施方式】
[0014]以下結合本技術方案、原理和實施例對本發明做進一步的說明。
[0015](I)納米聚矽溶液的製備
[0016]所述納米聚矽溶液，是由矽酸陰離子和鋰、鈉、鉀陽離子，通過中和反應合成的。
[0017]原料配比(質量百分比):納米聚矽水溶液(質量濃度35%):60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質量濃度15% ):20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質量濃度20% ):2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質量濃度30%): 10%~20%，以上組分百分數之和為100%。
[0018]合成方法:將矽溶膠水溶液按比例加入到帶攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，慢慢加入一定比例的三種氫氧化物水溶液，並不斷攪拌，通過控制加入速度，保持反應溫度不超過60。。。
[0019](2)高分子膠結料
[0020]所述高分子膠結料，其原料質量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~10%，司盤-85(乳化劑):0.2 0Z0~
0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩定劑):0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發劑):0.4%~
0.8%,去離子水:40 %~55 %，按相應配比進行自由基連鎖聚合反應，製備得到高分子膠結料。
[0021]合成方法:按上述原料配比，將水加入到第一隻帶攪拌、冷凝裝置的不鏽鋼反應釜中，投入司盤-85 (乳化劑)和聚乙烯醇17-88 (膠體穩定劑)，溶解後，依次加入丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，快速攪拌20~30分鐘，形成均質性乳液狀態。[0022]取體積分數20%的上述乳液，加到另一隻不鏽鋼反應釜中，再加入質量濃度為5%的過硫酸鉀引發劑水溶液總量的1/2，並不斷攪拌升溫至70~75°C，將物料保溫至有藍光出現，其反應溫度可升至80~90°C，然後再加入剩餘1/2的引發劑，並將剩餘80%的乳液緩慢滴入，2.5~3小時滴完，反應溫度可達90~95°C，保溫2小時後，用氨水調節PH =7~9，即得高分子膠結料。
[0023](3)複合促進劑
[0024]所述複合促進劑，是由以下四類物質按質量百分比配製而成:有機酸:10%，無機酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，其餘為去離子水。
[0025]所述有機酸為丙二酸和水楊酸按質量比2: I配製而成的水溶液，其質量濃度為10%;所述無機酸為磷酸和硫酸按質量比1:1配製而成的水溶液，其質量濃度為10%;所述醇類為二甘醇和甘露醇按質量比3: I配製而成的水溶液，其質量濃度為:15% ;所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質量比2: I配製而成的水溶液，其質量濃度15%。
[0026]配置方法:先分別配置上述質量濃度的有機酸、無機酸、醇類、醇胺類四類物質的水溶液，然後根據四類物質在複合促進劑中的配比進行復配，其配比為:有機酸:10%，無機酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，餘量為去離子水。
[0027](4)複合分散滲透劑
[0028]所述複合分散滲透劑由三種表面活性劑組成，其配比(質量百分比):0P-10:
2.27%，十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46%，去離子水:95%。三種表面活性劑按質量比為0P-10:十二 烷基硫酸鈉:吐溫-20 = 1:1: 0.2。
[0029]配置方法:取一定質量比例的表面活性劑，先用去離子水將吐溫-20溶解，再加入0P-10和十二烷基硫酸鈉，並緩慢攪拌，至其完全溶解均化即得到該複合分散滲透劑。
[0030](5)防護密封固化劑的配製
[0031]配比(質量百分比):納米聚矽溶液:25%~35%，高分子膠結料:0~15%，複合促進劑:1%~2%，複合分散滲透劑:0.05%~0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分數之和為100%。根據基底材料的不同性能要求，在以上質量百分比範圍內調整各組分的配比。
[0032]製備方法:將各組分配置成相應濃度的溶液，在帶有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入一定質量百分比的納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑和複合分散滲透劑，均化後即製得液態固化劑，並放入不鏽鋼容器內貯存。
[0033]產品應用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤溼，然後將固化劑噴或塗刷於基底表面，三日內噴水三次進行養護，需要時可打磨製成光亮地坪。可用於水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機玻璃鋼等無機材料表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強度。
[0034]原理:本發明的防護密封固化劑通過基地表面的孔隙滲入無機材料中，與基體材料中的活性物質如氫氧化鈣、矽酸鈣等，並發生一系列化學反應，形成水化矽酸鈣凝膠，並與基體材料中氧化矽、氧化鈣、碳酸鹽、矽酸鹽等物質相結合、交聯，在三維空間上結為整體，增強基底材料顆粒之間的粘結力，從而封堵了孔洞、密實了材料，降低基底材料的吸水率比和滲水率比，提高表面層的理化性能和強度，使之具有耐久性。
[0035]以下是發明人列舉的實施例，但本發明並不僅限於以下實施例。可根據基底材料性能不同來調整各組分的質量百分比，使之產生最優的技術效果。[0036]實施例1
[0037]產品類型為LH901，配方(質量百分比):納米聚矽溶液:30 %，高分子膠結料:8 %，複合促進劑:1.6%，複合分散滲透劑:0.15%，載體(水):60.25%
[0038]製備方法:在帶有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加入水，在不斷的攪拌下，依次加入本實施例質量百分比的納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑和複合分散滲透劑，並慢速攪拌20分鐘，即製得液態固化劑。
[0039]產品應用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤溼，然後以0.3~0.5公斤/平方米的劑量將固化劑的噴或塗刷於基底表面，噴三日內噴水三次進行養護。實施例2
[0040]產品類型為LH701，配方(質量百分比):納米聚矽溶液:32%，複合促進劑:2%，複合分散滲透劑:0.4%，載體(水):66.6%。
[0041]製備方法:在帶有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加入水，在不斷的攪拌下，依次加入本實施例質量百分比的納米聚矽溶液、複合促進劑和複合分散滲透劑，並慢速攪拌20分鐘，即製得液態固化劑。
[0042]產品應用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤溼，然後以0.3~0.5公斤/平方米的劑量將本發明的固化劑的噴或塗刷於基底表面，噴三日內噴水三次進行養護，需要時可打磨製成光亮地坪。
[0043]通過實驗測試不同試樣的性能參數，即吸水率比、滲水率比、耐磨度比和抗壓強度，結果見下表1。
[0044]表1固化劑產品性能表
[0045]
【權利要求】
1.一種防護密封固化劑，其特徵在於，主要由以下組分按質量百分比配製而成:納米聚矽溶液:25 %~35 %，高分子膠結料:0~15 %，複合促進劑:I %~2 %，複合分散滲透劑:0.05%~0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分數之和為100%。
2.根據權利要求1所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述組分質量濃度分別為:納米聚矽溶液:30%~35%，高分子膠結料:40%~45%，複合促進劑:10%~15%，複合分散滲透劑:1%~10%，以上組分百分數之和為100%。
3.根據權利要求1或2所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述納米聚矽溶液，原料配比(質量百分比):納米聚矽水溶液(質量濃度35%): 60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質量濃度15%): 20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質量濃度20% ): 2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質量濃度30% ): 10%~20%，以上組分百分數之和為100%。
4.根據權利要求1或2所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述高分子膠結料，按其配比進行自由基連鎖聚合反應製備的，其原料質量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~10%，司盤-85(乳化劑):0.2%~0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩定劑):0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發劑):0.4%~0.8%，其餘為去離子水。
5.根據權利要求1或2所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述複合促進劑，是由以下四類物質按質量百分比配製而成:有機酸:10%，無機酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，其餘為去離子水。
6.根據權利要求5所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述有機酸為丙二酸和水楊酸按質量比2: I配製而成的水溶液，所述無機酸為磷酸和硫酸按質量比1:1配製而成的水溶液，所述醇類為二甘醇和甘露醇按質量比3: I配製而成的水溶液，所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質量比2: `I配製而成的水溶液，其質量濃度分別為15%。
7.根據權利要求1或2所述防護密封固化劑，其特徵在於，所述複合分散滲透劑由三種表面活性劑按質量百分比配製而成:0P-10:2.27%，十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46 %,去尚子水:95 % ο
8.根據權利要求1或2所述防護密封固化劑的製備方法，其特徵在於，將原料配置成相應濃度的溶液，在帶有攪拌裝置的不鏽鋼反應釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入一定質量百分比的納米聚矽溶液、高分子膠結料、複合促進劑和複合分散滲透劑，攪拌均化後即製得液態固化劑。
9.根據權利要求8所述防護密封固化劑的應用，其特徵在於，將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤溼，然後將固化劑噴或塗刷於基底表面，三日內噴水三次進行養護，需要時可打磨製成光亮地坪。
【文檔編號】C04B41/50GK103787692SQ201310756758
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】左偉, 劉傑, 顧菲, 李炳浩 申請人:青島魯紅建築材料集團有限公司