[发明专利]一种烷基硅烷乳膏及其乳液的制备方法

说明书

本发明涉及一种烷基硅烷乳膏及乳液的制备方法，属硅烷偶联剂合成与应用领域。本发明反应体系为有机溶剂体系，反应条件温和，有机溶剂沸点低，容易分离，且分离出来的有机溶剂可重复使用。所制得的烷基硅烷乳膏及其乳液，在C45混凝土表面涂覆后，涂覆表面的水接触角均大于100°，渗透深度达到4～8mm，吸水率小于0.01mm/min^1/2。满足道路、机场、码头、桥梁等基础建筑设施的防护技术指标要求。

技术领域

本发明涉及一种烷基硅烷乳膏及乳液的制备方法，属硅烷偶联剂合成与应用领域。

背景技术

在工程建设中，混凝土作为使用最广泛的基础建筑结构材料，其本质上是一种非均质的多孔材料，具有一定的渗透性，使用混凝土作为基建材料，长期接触空气，空气中的二氧化碳、水以及氯离子、硫酸根离子等有害物质透过渗透或附着作用于混凝土材料中，致使其结构性能发生明显劣化，混凝土及其构建在环境作用下长期维持其所需功能的能力即结构耐久性受到严峻挑战，其关系到工程的长期使用效益和使用寿命以及使用安全性，对我国经济、社会、资源、能源等方面有着重要的影响。

目前提高混凝土的防水防腐蚀，最直接、最简单的方法就是在混凝土内部掺入或在其表面涂覆防水材料。常用混凝土表面涂层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂及阴极保护等方式对混凝土结构进行保护。19世纪硅烷类材料诞生后，经过大力开发和研究，20世纪中叶，欧美等国家率先将硅烷材料作为道路、桥梁、码头、机场与海洋工程等混凝土结构的防护材料，发挥防护和修复混凝土结构的作用。将硅烷涂覆于混凝土表面，由于混凝土的多孔结构存在，硅烷可以浸渍混凝土表面，并渗透到混凝土内部结构一定深度，经过时间积累及外部环境影响，硅烷形成网状的疏水膜，从而起到疏水、防水，与透气的作用，对混凝土基材的结构耐久性进行防护和延长使用时间。在2000年，我国将硅烷浸渍处理技术纳入《JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》行业标准，之后又在《CCES-2004混凝土结构耐久性设计与施工指南》、《JTG/T B07-01-2006公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》等规范中对混凝土用硅烷材料进行规范和分类并表示接受硅烷材料作为防护强化措施。大量的工程实例证明了硅烷类乳膏及乳液具有良好的耐久性，有效防护时间可以达到10～20年，甚至更久，硅烷乳膏及乳液可在混凝土中浸渍深度可达3～6mm，涂覆浸渍后混凝土等材料吸水率小于0.01mm/min^1/2，从而很好的起到保护混凝土材料、延长建筑工程使用年限的作用。

目前，硅烷乳膏及其乳液的制备一般采用烷基硅烷作为原料，如专利CN101560221所述，以烷氧基硅烷为原料，采用核壳聚合方式，利用引发剂引发聚合反应并通过终止剂控制反应进程制备硅烷低聚物膏体，该方法制备硅烷膏体反应过程时间长，低聚物的分子量、膏体的粘度和含固量难以控制，操作难度大，难以工业化生产。专利CN101367670所述，采用乳化剂将硅氧烷单体和去离子水进行乳化，得到硅烷膏体，但此类硅烷膏体仅使用硅烷小分子致使最终所得膏体在使用过程中憎水性能和稳定性能不佳。专利CN101746998所述，将乳化剂与去离子水搅拌形成水相，再将烷氧基硅烷、乳化剂、硅氧烷低聚物及有机溶剂进行搅拌形成油相，然后将油相缓慢滴加至水相中直至体系成为粘稠膏状物，该方法使用的乳化剂种类偏多，而且烷氧基硅烷及低聚物种类不同，需采用不同的配方，最终形成的硅烷膏体亲水/亲油性不易控制，使用和存储过程中稳定性无法保证。以上公开报道的专利来看，硅烷乳膏及乳液的制备需要采用不同的硅烷或硅烷低聚物进行搭配，合成复杂，稳定性差，难以满足实际应用需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有优异防水性能，且存储稳定、涂覆方便，有效满足道路、机场、码头、桥梁等基础建筑设施防护技术指标要求的一种烷基硅烷乳膏及乳液的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种烷基硅烷乳膏及乳液的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：