一种有机硅纳米渗透防水涂料及其制备方法[0002]由于混凝土碳化、氯离子腐蚀、冻融破坏等原因，导致混凝土结构中钢筋锈蚀，混凝土顺筋胀裂和剥落等破坏，这已成为影响混凝土结构耐久性的主要问题。国内外的研究表明，建筑防水是提高混凝土结构耐久性的有效方法。[0003]混凝土结构耐久性不足而造成的直接和间接损失之大，已远远超出人们的预料。与安全性相比，我国混凝土工程在耐久性方面还存在明显的不足，需要各方面给予更多的关注。[0004]中国专利CN101560221介绍了一种混凝土表面渗透硅烷低聚物及其制备方法，制备步骤如下:首先将一部分烯基烷氧基硅烷和少量引发剂投入反应器，通氮气排除空气，搅拌0.5~4小时；然后滴加剩余的烯基烷氧基硅烷和少量引发剂，控制反应温度在40°C~1400C，在0.5~7小时内滴加完毕，继续保温3~15小时；最后加入反应终止剂，待自然冷却后用活性炭吸附残留引发剂，过滤得产品。该制备工艺相对复杂，操作难度大，反应时间长，热量消耗高，硅烷低聚物产品因分子量较大难渗透。[0005]中国专利CN101367670介绍了一种高固含量硅烷膏状物及其制备方法，其组分及质量配比为:娃氧烷单体:乳化剂:去离子水=70%~85%: 5%~10%: 10%~25%，其中硅氧烷单体为C3~C18的长链烷基类硅氧烷或C3~C18的烷基类硅烷偶联剂与其它有机含功能基的硅烷偶联剂的复配体系；乳化剂为含氣型乳化剂、Tween系列乳化剂、Span系列乳化剂、硬脂酸类乳化剂中的一种或一种以上的乳化剂的复合体系。制备方法:先将乳化剂加入到硅氧烷单体中，边加热边搅拌，加热到50°C~100°C，分散均匀得油相；然后再将40°C~85°C的去离子水加入油相中分散乳化均匀，等反应液冷却到28°C~50°C后，体系就由乳状液变成白色膏状物，即得产品。该制备方法需要对物料加热，能耗高，配方中的原料只有硅烷小分子，这会导致混凝土结构表面憎水性能不佳。[0006]中国专利CN1727432介绍了一种膏状有机硅防水剂的制备方法，先将去离子水、乳化剂、中和剂按一定混合，再加入低分子量的具有活性反应端基的聚二甲基硅氧烷低聚物，分散处理制成预乳液，再加入催化剂，在(TC~40°C下经过15~22小时聚合反应，得到膏状有机硅防水剂，产品粘度为16~4X106mm2/S。这种制备方法工艺复杂，反应时间长，经过聚合反应得到的是高分子材料，产品粘度大，在混凝土结构表面的渗透能力和施工性能存在不足。
[0007] 本发明的目的是提供一种有机硅纳米渗透防水涂料及其制备方法，它配方科学，制备方法简单，该涂料在混凝土结构表面的渗透性能明显增强，同时也能提供很好的表面憎水效果，可以更有效地为混凝土结构提供更长时间的保护，制备过程常温操作即可，更加安全、节能、环保。
[0008]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明是采用以下技术方案:它的配方组成包括:硅烷、硅氧烷低聚物、有机溶剂、乳化剂、去离子水、杀菌剂、PH值调节剂；各组分的质量百分比为(总质量以100份计):去离子水5~50%、硅烷40~90%、硅氧烷低聚物I~20%、乳化剂I~6%、杀菌剂0.1~0.4%, pH值调节剂0.2~0.5%。
[0009]本发明各组分的质量百分比优选为(总质量以100份计):去离子水7~40%、硅烷40~85%、硅氧烷低聚物2~18%、乳化剂I~4%、杀菌剂0.2~0.3%、pH值调节剂
0.3 ~0.4%。
[0010]所述的硅烷偶联剂选自碳链长度在4~16之间的长链烷基硅烷偶联剂中的任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物，长链烷基硅烷偶联剂的结构简式为R1Si (OR2)3,其中R1为碳链长度在4~16之间的烷基，R2为甲基、乙基。
[0011]所述的硅氧烷低聚物选自聚甲基三乙氧基硅氧烷、甲基封端的聚二甲基硅氧烷、端羟基聚二甲基硅氧烷、甲基含氢硅油、甲基苯基含氢硅油中的任意一种或任意几种以任意比例混合的混合物，硅氧烷低聚物的粘度在10~2000mm2/S，优选20~1000mm2/S。
[0012]所述的乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚OP系列、失水山梨醇脂肪酸酯SPAN系列、脂肪醇聚氧乙烯醚MOA系列、平平加O系列、磺酸盐型阴离子乳化剂、硫酸盐型阴离子乳化剂中的任意一种或任意几种以任意 比例混合的混合物。
[0013]本发明的制备方法为:(I)在5°C~50°C之间，先将50%乳化剂和去离子水在1500rpm~2000rpm转速之间搅拌均匀得到水相；
[0014](2)在5°C~50°C之间，将硅烷偶联剂、剩余50%乳化剂、硅氧烷低聚物、有机溶剂在1500rpm~2000rpm转速之间搅拌均匀得到油相:
[0015](3)在1°C~40°C之间任意温度,转速在1500rpm~2500rpm之间,边搅拌边将油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm转速下搅拌，直到反应器中物料变为粘稠膏体为止，即可制得有机硅纳米渗透防水涂料。
[0016]本发明产品外观是白色膏体，密度在900Kg/m3左右，pH值7~8，旋转粘度大于4000mPaso
[0017]本发明具有以下有益效果:
[0018]1、技术先进、经济合理、安全耐久、质量可靠和施工方便，防水透气而不改变混凝土结构外观。
[0019]2、产品施工时直接喷涂到混凝土建筑表面，它能透过混凝土表面渗入到内部几毫米深，将原来亲水的混凝土毛细孔壁变为憎水的毛细孔壁，从而阻档水分和水分所携带的氯化物等有害物质渗入混凝土内部，有效抑制混凝土结构的钢筋锈蚀、冻融破坏和腐蚀作用等劣化现象发生，显著提高混凝土结构的耐久性，延长混凝土结构使用寿命。
[0020]3、配方中以小分子的长链烷基硅烷偶联剂、硅氧烷低聚物，反应温度在1°C~40 0C之间即可，不需要加热物料，制备方法简单，在1500rpm~2500rpm转速下，边搅拌边将油相缓慢滴入水相即可制得，更加安全、节能、环保。

[0022]【具体实施方式】一:本【具体实施方式】采用以下技术方案:在室温10°C条件下，先将2克十二烷硫酸钠乳化剂、0.2克杀菌剂、0.3克pH值调节剂加入90克去离子水中，在1500rpm转速下搅拌均匀得到水相；再将90克异丁基三乙氧基硅烷、80克十二烷基三甲氧基硅烷、6克SPAN-80乳化剂、2克0P-10乳化剂、15克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物，在1500rpm转速下搅拌均匀得到油相；最后在1500rpm转速下，边搅拌边将上述油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm下持续搅拌，直到产品变成白色粘稠膏体为止。
[0023]【具体实施方式】二:本【具体实施方式】采用以下技术方案:在室温15°C条件下，先将3克十二烷苯磺酸钠乳化剂、2克0P-10乳化剂、0.2克杀菌剂、0.3克pH值调节剂加入85克去离子水中，在1500rpm转速下搅拌均匀得到水相；再将140克辛基三乙氧基硅烷、50克十六烷基三甲氧基硅烷、3克SPAN-80乳化剂、2克0P-10乳化剂、15克聚甲基三乙氧基硅氧烷低聚物，在1500rpm转速下搅拌均匀得到油相；最后在1500rpm转速下,边搅拌边将上述油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm下持续搅拌，即可制得白色防水涂料。
[0024]【具体实施方式】三:本【具体实施方式】采用以下技术方案:在室温15°C条件下，先将2克十二烷硫酸钠乳化剂、0.2克杀菌剂、0.3克pH值调节剂加入75克去离子水中，在1500rpm转速下搅拌均匀得到水相；再将80克异丁基三乙氧基硅烷偶联剂、90克十二烷基三甲氧基硅烷、6克SPAN-80乳化剂、2克0P-10乳化剂、25克甲基含氢硅油，在1800rpm转速下搅拌均匀得到油相；最后在ISOOrpm转速下，边搅拌边将上述油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm下持续搅拌，即可制得白色防水涂料。
[0025] 【具体实施方式】四:本【具体实施方式】采用以下技术方案:在室温10°C条件下，先将4克0P-10乳化剂、0.2克杀菌剂、0.3克pH值调节剂加入80克去离子水中，在1500rpm转速下搅拌均匀得到水相；再将90克异辛基三乙氧基硅烷偶联剂、90克十二烷基三甲氧基硅烷、4克SPAN-80乳化剂、2克M0A-4乳化剂、30克甲基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物，在1500rpm转速下搅拌均匀得到油相；最后在1500rpm转速下，边搅拌边将上述油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm下持续搅拌，直到反应器中物料变粘稠，即可制得白色防水涂料。
[0026]【具体实施方式】五:本【具体实施方式】采用以下技术方案:在室温20°C条件下，先将2克十二烷硫酸钠乳化剂和2克0P-10乳化剂加入88克去离子水中，在1500rpm转速下搅拌均匀得到水相；再将165克异丁基二乙氧基硅烷偶联剂、20克十二烷基二甲氧基硅烷、6克平平加0-20乳化剂、2克M0A-7乳化剂、15克端羟基聚二甲基硅氧烷低聚物，在1500rpm转速下搅拌均匀得到油相；最后在1500rpm转速下，边搅拌边将上述油相滴入水相，油相滴加完毕后在2500rpm下持续搅拌，直到反应器中物料变粘稠，即可制得白色防水涂料。
[0027]实施例:
[0028]在混凝土试块表面按300g/m2用量喷涂本发明产品，一周后测试结果表明，与基准试块相比，喷涂了本发明产品的混凝土试块表面憎水性能优异，有明显的荷叶效应，没有改变试块的外观，混凝土试块的吸水率平均值小于0.01mm/min172,对强度等级不大于C45的混凝土，浸溃深度达到3~4mm以上，对强度等级大于C45的混凝土，浸溃深度达到2~3mm以上，氯化物吸收量的降低效果平均值大于90%，符合《JTG/T B07-01-2006公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 》要求。