[发明专利]基于二维无机材料的聚合物水泥防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于二维无机材料的聚合物水泥防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：首先，在丙烯酸乳液的聚合过程中加入乙烯基三甲氧基硅烷，得到改性丙烯酸乳液；其次，将改性乳液与玄武岩片湿磨处理得到混合浆料；最后，将混合浆料与水泥及其他原料机械搅拌均匀得到聚合物水泥防腐涂料。本发明在乳液聚合过程中加入乙烯基三甲氧基硅烷，扩大了乳液的聚合物交联网络结构，提高涂层的耐水耐腐蚀性能；利用湿磨工艺对乳液与玄武岩片进行预处理，既提高玄武岩片与乳液的相容性，又能防止其在涂料中发生沉降，有效发挥物理阻隔作用。本发明通过化学结合物理屏障的双重作用，实现对于聚合物水泥防腐涂料的耐水、耐腐蚀性能和力学强度的综合提升。

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，具体涉及一种基于二维无机材料的聚合物水泥防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着城市建设的快速发展，城市人口数量的不断增加，我国污水排放量也随之增大。因此，各地不断加大作为市政工程重要组成部分的污水处理厂及污水管网的建设，这些设施的耐久性及运营安全对于维持城市正常运转起着重要的作用。一般情况下，城市污水混凝土处理设施的设计使用年限为60～70年，但这些处理设施在长年运营中受到酸蚀、冲蚀、微生物、冻融循环、碳化等多种腐蚀作用，通常5～10年内就会出现混凝土表面疏松、砂浆脱落、骨料外露、开裂、钢筋锈蚀等现象，从而无法达到使用年限，严重影响构筑物的使用功能和结构安全性。

在城市污水处理工程中，设计、施工人员由于习惯，往往会忽视混凝土污水池(包括沉淀池、MSBR池、接触池、厌氧池、浓缩池、沉砂池等)的腐蚀与防护问题。城市污水池混凝土的腐蚀问题也已经成为影响涂装工程质量和使用年限的重要因素，采取有效的防护措施可大幅度提高混凝土污水池的使用年限。目前，我国城市污水混凝土处理设施处于大范围建设和提标改造阶段，对各种防腐材料的性能要求和应用技术也处在积极摸索过程中。涂覆防腐涂料是现阶段城市污水混凝土较为常用的处理措施，但由于缺乏相关设计、评价和施工标准，常因选材或设计不合理，造成涂层起壳失效。

在一些研究中，将玄武岩片运用到涂料体系特别是树脂体系中，玄武岩片可以将树脂分割成很多小的空间，有效改善树脂内部应力集中的现象，并且岩片之间形成错层排列的结构，可以使介质渗入变得迂回曲折，从而增加腐蚀介质扩散到基体树脂的路径和渗入基体的时间，以此来提高涂层的防腐性能。但是，由于玄武岩片的密度比树脂大，且其表面惰性也会使其在树脂中的分散性和稳定性变差，容易发生沉降，使其与树脂间的界面作用变差，同时也难以控制玄武岩片在树脂中的排列方式，从而无法使涂层性能得到有效提升。同样的，若将其直接用于聚合物水泥有机无机复合体系更难以避免上述问题的发生。因此，提高玄武岩片在聚合物乳液体系中的分散性和界面效应，是提高玄武岩片与乳液复合材料性能的关键，也是玄武岩片防腐涂料的研究热点之一。

基于此，研究开发一种含有玄武岩片的聚合物水泥防腐涂料的制备方法，在确保玄武岩片在聚合物水泥涂料体系中均匀分散并保持稳定性的同时，使其充分发挥作为物理屏障的阻隔作用，并与聚合物乳液的化学功能相结合，协同作用提高聚合物水泥防腐涂料的耐水耐腐蚀性能和力学强度，对进一步拓宽聚合物水泥防腐涂料的应用领域具有重要的意义，也是研究人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够显著提高聚合物乳液的稳定性，并确保玄武片在聚合物水泥体系中的均匀分散的聚合物水泥防腐涂料的制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种耐水性能和耐腐蚀性能好，力学强度高的基于二维无机材料的聚合物水泥防腐涂料。

本发明实现目的之一采用的技术方案是：提供一种基于二维无机材料的聚合物水泥防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备含有混合丙烯酸单体、交联剂和乙烯基三甲氧基硅烷的预乳化液；将混合丙烯酸单体、部分引发剂和交联剂制备成种子乳液；一定温度下，将剩余引发剂与所述预乳化液同步滴加至所述种子乳液中，并保温进行反应，反应结束后经冷却、pH调节和过滤，得到改性丙烯酸乳液；