[发明专利]一种有机硅微胶囊粉末防水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑防水和固体粉末化技术领域，涉及一种有机硅微胶囊粉末防水剂的制备方法。

背景技术

众所周知，有机硅聚合物具有两个最显著的特点：低表面张力和高耐氧化性。低表面张力会产生优良的疏水性，高耐氧化性使有机硅化合物具有耐氧、臭氧、紫外光作用。有机硅化合物已成为建筑材料憎水处理的主要材料，特别是其中带有一定反应活性基的硅烷/聚硅氧烷类有机硅化合物。当这些机硅材料涂刷于硅酸盐基材表面或掺入其拌合物中时，带有反应活性基的硅氧烷，不但能通过活性基团的相互作用形成网状疏水性硅氧烷膜，还能与硅酸盐基材中的羟基发生缩合反应形成末端带有烷基的硅烷链(如图1所示)。这种疏水性网状硅氧烷分子膜具有很低的表面张力，能均匀的分布在壁上，而不是封闭其毛细管通道，水在毛细管壁的接触角为100°～130°以上，使滴在其上的水成为小水珠，无法渗入到基材内部。

这样，经有机硅处理过的基材就具有良好的防水效应，有效的阻止水分的浸入，又由于它并没有封闭基材毛细管通道，不妨碍水汽由里向外扩散，使得基材具有好的透气性。又因为Si-O键的键能较高，有机硅憎水膜具有优异的耐候性，因此防水效果持久，其防水层的寿命一般可达10～15年。

因而，有机硅材料作为理想的建筑防水材料，已广泛用作砖瓦、墓碑、石刻、道路、桥梁、混凝土构件、陶瓷等建筑材料的防水剂。

然而，有机硅防水剂以乳液或微乳液等液态形式为主，液态防水剂有稳定性差、不易运输储存等缺点，如烷氧基硅烷加水易分解，同时分解后易引起缩合反应，在水中稳定存在非常困难。另外，液态防水剂不能用于干粉类产品中，如近年蓬勃发展的干粉砂浆。

本发明采用喷雾干燥法制备有机硅微胶囊粉末防水剂。

喷雾干燥法是利用雾化器将料液分散为细小的雾滴，并通过热空气(或其它气体)与雾滴直接接触的方式而获得粉粒状产品的一种干燥过程。

一般喷雾干燥包括四个阶段：料液雾化；雾群与热干燥介质接触混合；雾滴的蒸发干燥；干燥产品与干燥介质分离。第一阶段和第二阶段是喷雾干燥独有的特征。第一阶段雾化的目的在于将料液分散成微细的雾滴，这些雾滴具有较大表面积，当其与热空气接触时，雾滴中水分迅速汽化而干燥成粉末或颗粒产品。

喷雾干燥开始只用于蛋粉、奶粉等少数产品的生产，随着研究的不断深入和发展，现已在化学、医药、食品、水泥、陶瓷、林业、水产、冶金等工业生产中广泛应用。

目前，国内采用喷雾干燥法已成功地对核桃油、猕猴桃籽油等油脂及姜油、花椒油等香精香料实现了微胶囊化。如张焕新等人采用喷雾干燥法制备银杏油微胶囊，将银杏油包裹在环糊精和和阿拉伯胶构成的壁材内，使其免受环境的条件影响，并能屏蔽其味道、颜色、气味等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅微胶囊粉末防水剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种核壳结构的微胶囊，有机硅高效防水剂作为核材或称芯材被封装在壳层材料或称壁材内。微胶囊所要达到的特征要求：微胶囊未接触水前，有机硅高效防水剂包封在微胶囊壳材内，不得释放；而一经接触水，有机硅高效防水剂立即释放，以便于进一步的反应，从而赋予基材疏水性。

本发明制备的有机硅微胶囊粉末所需要的壁材、芯材等材料应根据有机硅微胶囊粉末防水剂所要达到的特征要求来选择。

首先选择具有疏水性能的硅基防水剂。常用作建筑防水的有机硅化合物种类较多，如硅烷，聚硅氧烷，甲基硅醇盐、含氢硅油、羟基硅油及硅树脂等，特别是以由含6～10个碳原子烷基和1～4个碳原子的烷氧基构成的硅烷或聚硅氧烷，具有良好的憎水性、渗透性，能抗多种腐蚀介质(稀酸、碱、盐、潮热空气和有机溶剂)的作用，能阻止霉菌的侵蚀。

为了能将硅基防水剂包裹，并在与水接触后被释放，选择水溶高分子聚合物作为包裹硅基防水剂的壁材。常用的水溶性聚合物有聚乙烯醇、甲基纤维素醚、羟丙甲纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮等，其中使用最多的是聚乙烯醇。因为它不仅具有良好的成膜性、粘接力和乳化性，而且有卓越的耐油脂和耐溶剂性能。聚乙烯醇添加于喷雾干燥分散液体系中，不仅能作为壁材来包裹硅基防水剂，而且对整个体系起保护稳定作用，因此，常被称为保护胶体。另外，由聚乙烯醇制得的粉末还具有良好的再分散性。

为了防止聚合物颗粒在喷雾干燥过程或后期储存中发生聚集或结块现象，在体系中加入一定量的填料。常用作填料的物质有二氧化硅、碳酸钙、偏高岭土等极细的无机矿物。