一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及領(lǐng)域為混凝土結(jié)構(gòu)防護，主要是混凝土表面防水、防腐蝕保護的納米改性硅烷、硅氧烷防水劑及其制備方法。該方法是：步驟一，將石墨烯溶解在小分子醇類、酯類溶劑中，通過超聲波分散30~60min，形成均勻分散的石墨烯分散液；步驟二，將異辛基三乙氧基硅烷和異丁基三乙氧基硅烷與酯類小分子溶劑按照一定比例，通過機械攪拌15~45min混合均勻，得到有機硅分散液；步驟三，將石墨烯分散液和有機硅分散體按照1：3~1：10的比例，在機械攪拌條件下分散均勻，得到納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
【專利說明】一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域為混凝土結(jié)構(gòu)防護，主要是混凝土表面防水、防腐蝕保護的納米改性硅烷、硅氧烷防水劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，硅烷和硅氧烷可以通過在混凝土表面涂覆后，形成規(guī)整排列的分子結(jié)構(gòu)，從而使混凝土表面具有較強的憎水作用。由于水無法在混凝土表面鋪展，因此涂覆后的混凝土吸水率大大降低，水中溶解的腐蝕性離子也不能隨液態(tài)水進入混凝土內(nèi)部。因此采用有機硅涂覆的方法是一項有效的混凝土保護方法。
[0003]然而，由于環(huán)境大氣中存在二氧化碳、二氧化硫等酸性腐蝕氣體，混凝土結(jié)構(gòu)表面的防水結(jié)構(gòu)并不能阻止酸性氣體與混凝土基面接觸后，與混凝土表面發(fā)生反應(yīng)造成的腐蝕。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑的制備方法:
步驟一，將石墨烯溶解在小分子醇類、酯類溶劑中，通過超聲波分散3(T60min，形成均勻分散的石墨烯分散液；
步驟二，將異辛基三乙氧基硅烷和異丁基三乙氧基硅烷與酯類小分子溶劑按照一定比例，通過機械攪拌15~45min混合均勻,得到有機娃分散液；
步驟三，將石墨烯分散液和有機硅分散體按照1:3~1:10的比例，在機械攪拌條件下分散均勻，得到納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0005]上述步驟一制備混合液石墨烯分散液時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，溶液的配方為醇類:石墨烯材料重量比為97: 3。
[0006]上述步驟二制備混合液有機硅分散液時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，所用的酯類為醋酸丁酯和醋酸乙酯等小分子酯類:
酯類溶劑:醇類溶劑:異羊基二乙氧基硅烷:異丁基二乙氧基硅烷=10 一30:50一70:8—12:4—8。
[0007]本發(fā)明在溶劑型有機硅防水劑的基礎(chǔ)上，加入具有片層結(jié)構(gòu)的石墨烯、氧化石墨稀和官能化石墨稀。在涂覆后，片層結(jié)構(gòu)會隨著有機娃防水劑中溶劑的滲透，沉積在混凝土表面上和孔隙中，由于其為0.8nm厚的片層結(jié)構(gòu)，表面積大，表面能高，可以高效的附著在混凝土表面，石墨烯片層為惰性，不能被大氣中的污染物腐蝕，可以有效阻隔腐蝕性氣體和混凝土表面接觸。

【具體實施方式】
[0008]本發(fā)明納米改性硅烷、硅氧烷防水劑的制備方法:
步驟一，將石墨烯溶解在小分子醇類、酯類溶劑中，通過超聲波分散3(T60min，形成均勻分散的石墨烯分散液；
步驟二，將異辛基三乙氧基硅烷和異丁基三乙氧基硅烷與酯類小分子溶劑按照一定比例，通過機械攪拌15~45min混合均勻,得到有機娃分散液；
步驟三，將石墨烯分散液和有機硅分散體按照1:3~1:10的比例，在機械攪拌條件下分散均勻，得到納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0009]制備混合液石墨烯分散液時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，溶液的配方為醇類:石墨烯材料重量比為97: 3。
[0010]制備混合液有機硅分散體時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，所用的酯類為醋酸丁酯和醋酸乙酯等小分子酯類: 酯類溶劑:醇類溶劑:異羊基二乙氧基硅烷:異丁基二乙氧基硅烷=10 一30:50一70:8—12:4—8。
[0011]實施例1:
按照重量比，將97份乙醇中，加入3份氧化石墨烯，在超聲波儀中，分散45min，得到黃褐色或者黑色石墨烯分散液；
按照重量比，將30份醋酸丁酯和50份乙醇中，加入12份異辛基三乙氧基硅烷和8份異丁基三乙氧基硅烷，機械攪拌1000r/min條件下,分散30min,得到無色透明有機娃分散液；
將石墨烯分散液和有機硅分散液按照重量比1: 9，采用機械攪拌800r/min分散30min,得到本發(fā)明納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0012]混凝土表面涂刷后，耐酸性鹽霧試驗，72h后表面不發(fā)生破壞。
[0013]實施例2:
按照重量比，將97份乙醇中，加入3份氧化石墨烯，在超聲波儀中，分散45min，得到黃褐色或者黑色石墨烯分散液；
按照重量比，將20份醋酸丁酯和68份乙醇中，加入8份異辛基三乙氧基硅烷和4份異丁基三乙氧基硅烷,機械攪拌1000r/min條件下,分散30min,得到無色透明有機娃分散液；將石墨烯分散液和有機硅分散液按照重量比1: 9，采用機械攪拌800r/min分散30min,得到本發(fā)明納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0014]混凝土表面涂刷后，耐酸性鹽霧試驗，72h后表面不發(fā)生破壞。
[0015]實施例3:
按照重量比，將97份正丁醇中，加入3份氧化石墨烯，在超聲波儀中，分散45min，得到黃褐色或者黑色石墨烯分散液；
按照重量比，將20份醋酸乙酯和68份正丁醇中，加入8份異辛基三乙氧基硅烷和4份異丁基三乙氧基硅烷，機械攪拌1000r/min條件下,分散30min,得到無色透明有機娃分散液；
將石墨烯分散液和有機硅分散液按照重量比1: 9，采用機械攪拌800r/min分散30min,得到本發(fā)明納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0016]混凝土表面涂刷后，耐酸性鹽霧試驗，72h后表面不發(fā)生破壞。
[0017]實施例4:
按照重量比，將97份正丁醇中，加入3份氧化石墨烯，在超聲波儀中，分散45min，得到黃褐色或者黑色石墨烯分散液；
按照重量比，將16份醋酸丁酯和68份正丁醇中，加入8份異辛基三乙氧基硅烷和8份異丁基三乙氧基硅烷，機械攪拌1000r/min條件下,分散30min,得到無色透明有機娃分散液；
將石墨烯分散液和有機硅分散液按照重量比1: 9，采用機械攪拌800r/min分散30min,得到本發(fā)明納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
[0018]混凝土表面涂刷后，耐酸性鹽霧試驗，72h后表面不發(fā)生破壞。
[0019]本發(fā)明采用具有片層結(jié)構(gòu)的石墨烯及石墨烯改性材料作為混凝土表面防護的功能層；
本發(fā)明所用的石墨烯可以溶解于所選擇的特定的酯類和醇類溶劑中；
本發(fā)明所選用的醇類和酯類溶劑可以溶解功能性硅烷單體和石墨烯材料；
本發(fā)明用于混凝土表面保護的同時，基本不影響混凝土的外觀。
【權(quán)利要求】
1.一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑的制備方法: 步驟一，將石墨烯溶解在小分子醇類、酯類溶劑中，通過超聲波分散3(T60min，形成均勻分散的石墨烯分散液； 步驟二，將異辛基三乙氧基硅烷和異丁基三乙氧基硅烷與酯類小分子溶劑按照一定比例，通過機械攪拌15~45min混合均勻,得到有機娃分散液； 步驟三，將石墨烯分散液和有機硅分散體按照1:3~1:10的比例，在機械攪拌條件下分散均勻，得到納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑的制備方法，其特征在于，所述步驟一制備混合液石墨烯分散液時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，溶液的配方為醇類:石墨烯材料重量比為97: 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米改性硅烷、硅氧烷防水劑的制備方法，其特征在于，所述步驟二制備混合液有機硅分散液時，小分子醇類為乙醇、正丁醇等小分子醇類，所用的酯類為醋酸丁酯和醋酸乙酯等小分子酯類: 酯類溶劑:醇類溶劑:異羊基二乙氧基硅烷:異丁基二乙氧基硅烷=10 一30:50一.70:8—12:4—8。
4. 一種如權(quán)利要求1所述納米改性硅烷、硅氧烷防水劑制備方法得到的納米改性硅烷、硅氧烷防水劑。
【文檔編號】C04B41/49GK104177124SQ201310200399
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】徐偉, 陳嘉林, 劉義興, 王偉坤 申請人:上海惠邦特種涂料有限公司