一種防護(hù)密封固化劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防護(hù)密封固化劑及其制備方法與應(yīng)用。本產(chǎn)品的主要組分及其溶液質(zhì)量百分比為：納米聚硅溶液：25％～35％，高分子膠結(jié)料：0～15％，復(fù)合促進(jìn)劑：1％～2％，復(fù)合分散滲透劑：0.05％～0.5％，載體(水)：50％～75％，上述原料之和為100％。該固化劑主要用于無機(jī)材料——水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機(jī)玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度，使其具有耐久性和實(shí)用性。本產(chǎn)品具有固化性能好、適用范圍廣、成本低等特點(diǎn)。
【專利說明】一種防護(hù)密封固化劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料、化工材料相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種化學(xué)建材中的防護(hù)密封固化劑及其制備方法，以及建筑材料表面進(jìn)行固化的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑領(lǐng)域，路面加固、溝渠防滲等多采用水泥混凝土和各種砂漿類材料，建成的水泥道路、地坪、渠道等水泥制品易出現(xiàn)起塵、起砂、露石等問題，導(dǎo)致工程使用時(shí)間縮短、復(fù)修頻率增加，且耐久性顯著降低，因此，造成了對高能耗、高排放、高污染的水泥材料的極大浪費(fèi)。其原因與目前水泥本身及施工多方面影響因素有關(guān)，但這些影響因素目前較難避免，因此加強(qiáng)材料表面防護(hù)勢在必行，固化劑是目前有效的防護(hù)手段之一。
[0003]本發(fā)明所涉及的防護(hù)密封固化劑與目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，具有固化性能好、適用范圍廣、成本低等特點(diǎn)。將本產(chǎn)品涂于建筑材料表面，通過滲透和化學(xué)反應(yīng)對材料表面進(jìn)行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強(qiáng)度，降低吸水率比和碳化深度。本固化劑可用于無機(jī)材料一水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機(jī)玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度，使其具有耐久性和實(shí)用性，具有較高的性價(jià)比，廣闊的推廣應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供的一種防護(hù)密封固化劑及其制備方法與應(yīng)用。制得的防護(hù)密封固化劑可用于無機(jī)材料一水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機(jī)玻璃鋼等表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度， 使其具有耐久性和實(shí)用性，
[0005]該固化劑的主要組分為:納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑、復(fù)合分散滲透劑、載體(水)。先將原料配置成相應(yīng)濃度的溶液，然后按一定的質(zhì)量百分比將原料放入非金屬容器，在攪拌下使之充分混合均化，配制成液態(tài)固化劑。使用時(shí)，先將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤濕，然后將固化劑噴或涂刷于基底表面，固化劑通過滲透和化學(xué)反應(yīng)對材料表面進(jìn)行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強(qiáng)度，降低吸水率比和碳化深度。
[0006]一種防護(hù)密封固化劑，主要由以下組分按質(zhì)量百分比配制而成:納米聚硅溶液:25%~35%，高分子膠結(jié)料:0~15%，復(fù)合促進(jìn)劑:I %~2%，復(fù)合分散滲透劑:0.05%~
0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。各組分質(zhì)量濃度分別為:納米聚硅溶液:30%~35%，高分子膠結(jié)料:40%~45%，復(fù)合促進(jìn)劑:10%~15%，復(fù)合分散滲透劑:1%~10%。
[0007]所述納米聚硅溶液，原料配比(質(zhì)量百分比):納米聚硅水溶液(質(zhì)量濃度35% ):60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質(zhì)量濃度15%): 20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量濃度20% ):2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質(zhì)量濃度30% ):10%~20%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為 100%。
[0008]所述高分子膠結(jié)料，按其配比進(jìn)行自由基連鎖聚合反應(yīng)制備的，其原料質(zhì)量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~ 10%，司盤-85(乳化劑):0.2%~0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩(wěn)定劑):
0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發(fā)劑):0.4%~0.8%，其余為去離子水。
[0009]所述復(fù)合促進(jìn)劑，是由以下四類物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而成:有機(jī)酸:10%，無機(jī)酸:8 %，醇類:10 %~15 %，醇胺類:10 %~20 %，其余為去離子水。所述有機(jī)酸為丙二酸和水楊酸按質(zhì)量比2: I配制而成的水溶液，所述無機(jī)酸為磷酸和硫酸按質(zhì)量比1:1配制而成的水溶液，所述醇類為二甘醇和甘露醇按質(zhì)量比3: I配制而成的水溶液，所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質(zhì)量比2: I配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度分別為:10%、10%、15%、15%。
[0010]所述復(fù)合分散滲透劑由三種表面活性劑按質(zhì)量百分比配制而成:0P-10:2.27%,十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46%，去離子水:95%。
[0011]將各組分配置成相應(yīng)濃度的溶液，在有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，均化后即制得液態(tài)固化劑，并放入不銹鋼容器內(nèi)貯存。
[0012]制備方法:在有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，均化后即制得液態(tài)固化劑。
[0013]將固化劑涂于材料表面，通過滲透和化學(xué)反應(yīng)對材料表面進(jìn)行固化，提高材料表面硬度、耐磨性、強(qiáng)度，降低吸水率比和碳化深度?？捎糜谒嗷?、砂漿基、陶瓷基、無機(jī)玻璃鋼等無機(jī)材料表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度，使其具有耐久性和實(shí)用性，具有較高的性價(jià)比，對建筑工程防護(hù)、降低能耗、減少環(huán)境污染具有重要意義。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合本技術(shù)方案、原理和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0015](I)納米聚硅溶液的制備
[0016]所述納米聚硅溶液，是由硅酸陰離子和鋰、鈉、鉀陽離子，通過中和反應(yīng)合成的。
[0017]原料配比(質(zhì)量百分比):納米聚硅水溶液(質(zhì)量濃度35%):60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質(zhì)量濃度15% ):20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量濃度20% ):2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質(zhì)量濃度30%): 10%~20%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。
[0018]合成方法:將硅溶膠水溶液按比例加入到帶攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，慢慢加入一定比例的三種氫氧化物水溶液，并不斷攪拌，通過控制加入速度，保持反應(yīng)溫度不超過60。。。
[0019](2)高分子膠結(jié)料
[0020]所述高分子膠結(jié)料，其原料質(zhì)量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~10%，司盤-85(乳化劑):0.2 0Z0~
0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩(wěn)定劑):0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發(fā)劑):0.4%~
0.8%,去離子水:40 %~55 %，按相應(yīng)配比進(jìn)行自由基連鎖聚合反應(yīng)，制備得到高分子膠結(jié)料。
[0021]合成方法:按上述原料配比，將水加入到第一只帶攪拌、冷凝裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，投入司盤-85 (乳化劑)和聚乙烯醇17-88 (膠體穩(wěn)定劑)，溶解后，依次加入丙烯酸丁酯、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯，快速攪拌20~30分鐘，形成均質(zhì)性乳液狀態(tài)。[0022]取體積分?jǐn)?shù)20%的上述乳液，加到另一只不銹鋼反應(yīng)釜中，再加入質(zhì)量濃度為5%的過硫酸鉀引發(fā)劑水溶液總量的1/2，并不斷攪拌升溫至70~75°C，將物料保溫至有藍(lán)光出現(xiàn)，其反應(yīng)溫度可升至80~90°C，然后再加入剩余1/2的引發(fā)劑，并將剩余80%的乳液緩慢滴入，2.5~3小時(shí)滴完，反應(yīng)溫度可達(dá)90~95°C，保溫2小時(shí)后，用氨水調(diào)節(jié)PH =7~9，即得高分子膠結(jié)料。
[0023](3)復(fù)合促進(jìn)劑
[0024]所述復(fù)合促進(jìn)劑，是由以下四類物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而成:有機(jī)酸:10%，無機(jī)酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，其余為去離子水。
[0025]所述有機(jī)酸為丙二酸和水楊酸按質(zhì)量比2: I配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度為10%;所述無機(jī)酸為磷酸和硫酸按質(zhì)量比1:1配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度為10%;所述醇類為二甘醇和甘露醇按質(zhì)量比3: I配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度為:15% ;所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質(zhì)量比2: I配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度15%。
[0026]配置方法:先分別配置上述質(zhì)量濃度的有機(jī)酸、無機(jī)酸、醇類、醇胺類四類物質(zhì)的水溶液，然后根據(jù)四類物質(zhì)在復(fù)合促進(jìn)劑中的配比進(jìn)行復(fù)配，其配比為:有機(jī)酸:10%，無機(jī)酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，余量為去離子水。
[0027](4)復(fù)合分散滲透劑
[0028]所述復(fù)合分散滲透劑由三種表面活性劑組成，其配比(質(zhì)量百分比):0P-10:
2.27%，十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46%，去離子水:95%。三種表面活性劑按質(zhì)量比為0P-10:十二 烷基硫酸鈉:吐溫-20 = 1:1: 0.2。
[0029]配置方法:取一定質(zhì)量比例的表面活性劑，先用去離子水將吐溫-20溶解，再加入0P-10和十二烷基硫酸鈉，并緩慢攪拌，至其完全溶解均化即得到該復(fù)合分散滲透劑。
[0030](5)防護(hù)密封固化劑的配制
[0031]配比(質(zhì)量百分比):納米聚硅溶液:25%~35%，高分子膠結(jié)料:0~15%，復(fù)合促進(jìn)劑:1%~2%，復(fù)合分散滲透劑:0.05%~0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。根據(jù)基底材料的不同性能要求，在以上質(zhì)量百分比范圍內(nèi)調(diào)整各組分的配比。
[0032]制備方法:將各組分配置成相應(yīng)濃度的溶液，在帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入一定質(zhì)量百分比的納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，均化后即制得液態(tài)固化劑，并放入不銹鋼容器內(nèi)貯存。
[0033]產(chǎn)品應(yīng)用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤濕，然后將固化劑噴或涂刷于基底表面，三日內(nèi)噴水三次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，需要時(shí)可打磨制成光亮地坪。可用于水泥基、砂漿基、陶瓷基、無機(jī)玻璃鋼等無機(jī)材料表面層的密封、固化，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度。
[0034]原理:本發(fā)明的防護(hù)密封固化劑通過基地表面的孔隙滲入無機(jī)材料中，與基體材料中的活性物質(zhì)如氫氧化鈣、硅酸鈣等，并發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，形成水化硅酸鈣凝膠，并與基體材料中氧化硅、氧化鈣、碳酸鹽、硅酸鹽等物質(zhì)相結(jié)合、交聯(lián)，在三維空間上結(jié)為整體，增強(qiáng)基底材料顆粒之間的粘結(jié)力，從而封堵了孔洞、密實(shí)了材料，降低基底材料的吸水率比和滲水率比，提高表面層的理化性能和強(qiáng)度，使之具有耐久性。
[0035]以下是發(fā)明人列舉的實(shí)施例，但本發(fā)明并不僅限于以下實(shí)施例?？筛鶕?jù)基底材料性能不同來調(diào)整各組分的質(zhì)量百分比，使之產(chǎn)生最優(yōu)的技術(shù)效果。[0036]實(shí)施例1
[0037]產(chǎn)品類型為LH901，配方(質(zhì)量百分比):納米聚硅溶液:30 %，高分子膠結(jié)料:8 %，復(fù)合促進(jìn)劑:1.6%，復(fù)合分散滲透劑:0.15%，載體(水):60.25%
[0038]制備方法:在帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加入水，在不斷的攪拌下，依次加入本實(shí)施例質(zhì)量百分比的納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，并慢速攪拌20分鐘，即制得液態(tài)固化劑。
[0039]產(chǎn)品應(yīng)用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤濕，然后以0.3~0.5公斤/平方米的劑量將固化劑的噴或涂刷于基底表面，噴三日內(nèi)噴水三次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。實(shí)施例2
[0040]產(chǎn)品類型為LH701，配方(質(zhì)量百分比):納米聚硅溶液:32%，復(fù)合促進(jìn)劑:2%，復(fù)合分散滲透劑:0.4%，載體(水):66.6%。
[0041]制備方法:在帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加入水，在不斷的攪拌下，依次加入本實(shí)施例質(zhì)量百分比的納米聚硅溶液、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，并慢速攪拌20分鐘，即制得液態(tài)固化劑。
[0042]產(chǎn)品應(yīng)用:將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤濕，然后以0.3~0.5公斤/平方米的劑量將本發(fā)明的固化劑的噴或涂刷于基底表面，噴三日內(nèi)噴水三次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，需要時(shí)可打磨制成光亮地坪。
[0043]通過實(shí)驗(yàn)測試不同試樣的性能參數(shù)，即吸水率比、滲水率比、耐磨度比和抗壓強(qiáng)度，結(jié)果見下表1。
[0044]表1固化劑產(chǎn)品性能表
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種防護(hù)密封固化劑，其特征在于，主要由以下組分按質(zhì)量百分比配制而成:納米聚硅溶液:25 %~35 %，高分子膠結(jié)料:0~15 %，復(fù)合促進(jìn)劑:I %~2 %，復(fù)合分散滲透劑:0.05%~0.5%，載體(水):50%~75%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述組分質(zhì)量濃度分別為:納米聚硅溶液:30%~35%，高分子膠結(jié)料:40%~45%，復(fù)合促進(jìn)劑:10%~15%，復(fù)合分散滲透劑:1%~10%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述納米聚硅溶液，原料配比(質(zhì)量百分比):納米聚硅水溶液(質(zhì)量濃度35%): 60%~75%，氫氧化鋰水溶液(質(zhì)量濃度15%): 20%~30%，氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量濃度20% ): 2%~30%，氫氧化鉀水溶液(質(zhì)量濃度30% ): 10%~20%，以上組分百分?jǐn)?shù)之和為100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述高分子膠結(jié)料，按其配比進(jìn)行自由基連鎖聚合反應(yīng)制備的，其原料質(zhì)量百分配比:丙烯酸丁酯:10%~19%，苯乙烯:10%~15%，甲基丙烯酸甲酯:5%~8%，丙烯酸:2%~10%，司盤-85(乳化劑):0.2%~0.5%，聚乙烯醇17-88(膠體穩(wěn)定劑):0.3%~0.6%，過硫酸鉀(引發(fā)劑):0.4%~0.8%，其余為去離子水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述復(fù)合促進(jìn)劑，是由以下四類物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而成:有機(jī)酸:10%，無機(jī)酸:8%，醇類:10%~15%，醇胺類:10%~20%，其余為去離子水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述有機(jī)酸為丙二酸和水楊酸按質(zhì)量比2: I配制而成的水溶液，所述無機(jī)酸為磷酸和硫酸按質(zhì)量比1:1配制而成的水溶液，所述醇類為二甘醇和甘露醇按質(zhì)量比3: I配制而成的水溶液，所述醇胺類為一乙醇胺和三異丙醇胺按質(zhì)量比2: `I配制而成的水溶液，其質(zhì)量濃度分別為15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述防護(hù)密封固化劑，其特征在于，所述復(fù)合分散滲透劑由三種表面活性劑按質(zhì)量百分比配制而成:0P-10:2.27%，十二烷基硫酸鈉:2.27%，吐溫-20:0.46 %,去尚子水:95 % ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述防護(hù)密封固化劑的制備方法，其特征在于，將原料配置成相應(yīng)濃度的溶液，在帶有攪拌裝置的不銹鋼反應(yīng)釜中，先加水，在不斷的攪拌下，依次加入一定質(zhì)量百分比的納米聚硅溶液、高分子膠結(jié)料、復(fù)合促進(jìn)劑和復(fù)合分散滲透劑，攪拌均化后即制得液態(tài)固化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述防護(hù)密封固化劑的應(yīng)用，其特征在于，將基地表面清理、打磨去除浮灰，用水潤濕，然后將固化劑噴或涂刷于基底表面，三日內(nèi)噴水三次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，需要時(shí)可打磨制成光亮地坪。
【文檔編號(hào)】C04B41/50GK103787692SQ201310756758
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】左偉, 劉杰, 顧菲, 李炳浩 申請人:青島魯紅建筑材料集團(tuán)有限公司