[发明专利]一种用于混凝土建筑防护的水性有机硅涂料及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于混凝土建筑防护的水性有机硅涂料及制备方法。分别制备由接枝二氧化硅溶胶固定氧化石墨烯、羧基化纤维素的球形微粒和含乙烯基聚硅氧烷乳液，与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、去离子水混合加热反应，制得改性硅丙共聚乳液，最后与填料、颜料、流平剂、去离子水混合，均匀分散，制得用于混凝土建筑防护的水性有机硅涂料。该方法通过在二氧化硅溶胶中，对二氧化硅接枝处理，并利用二氧化硅溶胶的干燥凝固作用将氧化石墨烯、羧基化纤维素固定形成球形微粒，改善了有机硅在涂料中的分散性，提升了乳液的机械稳定性和存储稳定性，并且显著改善了涂料的耐水性能。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及水性涂料的制备，特别是涉及一种用于混凝土建筑防护的水性有机硅涂料及制备方法。

背景技术

长久以来，混凝土作为一种高强、耐久和经济的建筑材料被广泛使用。钢筋混凝土系统将钢筋和混凝土两者的优点相结合：钢筋提供优秀的韧性和抗拉拔性能，混凝土提供良好的抗压强度，这二者的结合使得钢筋混凝土系统在建筑领域大规模应用。但是，在长期的使用过程中，我们发现混凝土并非预想中的那么耐久，在恶劣气候或者特殊环境下，比如盐碱环境、温差巨大的地区、以及沿海地区，都对混凝土的安全使用提出了更高的要求。另外，大气环境恶化，空气中的酸性气体不断的增加，也加速了混凝土的劣化进程。而混凝土作为钢筋混凝土结构体系中直接与外界接触的保护层，如果遭到劣化或破坏，必然危及内部的钢筋，因此混凝土耐久性的重要性逐渐地被人们所重视。

有机硅改性丙烯酸酯乳液是一种优良的混凝土防护材料，如用于大桥桥墩、建筑外墙等，具有显著的耐候性、耐碱性、耐水性和耐沾污性等性能。但是，在用于混凝土防护时，需要较高的硅含量才能达到良好的耐水耐候性，而硅含量高的硅丙乳液，生产存储时有机硅机硅更易产生水解缩聚。通常硅丙乳液所用有机硅单体为不饱和有机硅氧烷，在与丙烯酸酯类单体共聚时会在聚合物主链上引入硅氧烷基，干燥成膜时，硅氧烷在聚合物分子之间以及聚合物与基材之间进行水解缩聚，形成交联网状结构，提高了漆膜附着力和耐水性，但由于聚丙烯酸酯与聚硅氧烷两者极性相差很大，活性硅烷类或硅氧烷类在聚合与贮存期间水解缩合倾向严重，体系工艺稳定性和贮存稳定性降低，制得的硅丙乳液共聚物中有机硅含量低，对涂料耐沾污性等各项性能提高十分有限，因此如何提高有机硅含量，降低活性硅烷水解交联程是关键。

中国发明专利申请号201210376759.0公开了一种清水混凝土表面防护用涂料，由底漆、中漆和面漆组成，底漆由有机硅乳液、助剂以及水组成；中漆为透明中漆和/或着色中漆；面漆由氟碳聚合物乳液、助剂以及水组成。

中国发明专利申请号201710066836.5公开了一种高耐候单组份有机硅混凝土防护涂料及其制备方法，由下列质量份数的原料组成：端羟基聚二甲基硅氧烷100份、改性端羟基聚二甲基硅氧烷5~10份、活性增韧剂10~20份、活性增塑剂15~25份、非活性增塑剂10~20份、交联剂2~6份、扩链剂4~10份、催化剂0.05~0.15份、颜填料10~30份。

中国发明专利申请号201710133780.0公开了一种有机硅混凝土防护乳液及其制备方法。技术方案如下：一种有机硅混凝土防护乳液，包括硅油、乳化剂和水，其质量配比为：硅油10~12份，乳化剂7~8份，水82~83份；乳化剂为两种表面活性剂的组合物，其配方为：Span-80+OP-10、Tween-60+Span-60或Tween-60+Span-80。

中国发明专利申请号201511031890.3公开了一种混凝土构件抗盐冻与阻锈涂料。按重量份数计，将10~25份液体硅烷，4~8份异丁基硅烷、辛基硅烷或异辛基硅烷，1~2份螯合剂，1~2份三乙醇胺，0.2~0.6份聚氧乙烯基醚类非离子型表面活性剂，0.3~2份硼酸混合均匀，配制成涂料原液；将涂料原液与溶剂按照重量比为1:（1~10）的比例进行稀释后使用。