[發(fā)明專利]一種水性透明混凝土防水防碳化涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310264424.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103333559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋中南;張衛(wèi)東;石云興;宋建榮;屈建;秦杰;張濤;李艷穩(wěn);張紅強(qiáng);張榮普;武雄;張紫英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑股份有限公司;北京中建柏利工程技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C09D125/14
• 分類號(hào): C09D125/14;C09D7/12
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11004
• 代理人: 朱麗巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道混凝土防腐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水性透明混凝土防水防碳化涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

無(wú)論從經(jīng)濟(jì)還是從節(jié)約不可再生建筑材料的角度來(lái)講，延長(zhǎng)建筑物使用壽命都具有極其重要的意義，而影響建筑物使用壽命最常見(jiàn)也最容易被忽視的因素之一就是混凝土的碳化。這是一個(gè)世界各地每個(gè)建筑物上每天都會(huì)發(fā)生的自然現(xiàn)象，人類對(duì)這一現(xiàn)象的理解非常透徹，研究也非常充分。對(duì)于沒(méi)有鋼筋增強(qiáng)的混凝土而言，碳化造成的危害可以忽略不計(jì)；而對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，這一緩慢生發(fā)看似無(wú)害的化學(xué)過(guò)程卻能夠引起鋼筋的逐步腐蝕。相對(duì)于氯化物對(duì)鋼筋的腐蝕而言，碳化過(guò)程雖然緩慢，但對(duì)建筑物造成的損失同樣是不可估量的。

混凝土的碳化實(shí)質(zhì)上是混凝土pH值降低失去堿性的過(guò)程。眾所周知，混凝土空襲中存在水分和氫氧化鈣，當(dāng)空氣中的二氧化碳進(jìn)入混凝土縫隙后，首先通過(guò)如下的化學(xué)反應(yīng)形成碳酸:

CO₂?+?H₂O?=?H₂CO₃???????????????（1）

碳酸與混凝土中自由存在的水泥（氫氧化鈣）通過(guò)如下的中和反應(yīng)形成中性的碳酸鈣，使得混凝土堿性降低:

H₂CO₃?+?Ca(OH)₂?=?CaCO₃?+?H₂O????(2)

碳酸鈣進(jìn)一步與水和二氧化碳通過(guò)如下反應(yīng)形成酸性的碳酸氫鈣，進(jìn)一步破壞混凝土內(nèi)部的堿性環(huán)境:

CaCO₃?+?CO₂?+?H₂O?=?Ca(HCO₃)₂???????????(3)

混凝土的堿性環(huán)境對(duì)于其內(nèi)部鋼筋的防護(hù)是極其重要的。在強(qiáng)堿性環(huán)境下，混凝土內(nèi)部鋼筋表面形成一層穩(wěn)定的氧化膜，使其免于腐蝕。然而，當(dāng)碳化深度到達(dá)鋼筋表面，在低堿性，甚至是中性和酸性環(huán)境下，鋼筋表面的氧化膜不再穩(wěn)定，發(fā)生化學(xué)腐蝕，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫和破碎，大大降低了混凝土的強(qiáng)度。

防止混凝土碳化的措施有很多，其中最行之有效的方法之一就是在混凝土表面涂覆防水防碳化涂層。防水防碳化涂料的獨(dú)到之處在于，不僅可以用于既有建筑物，也可用于新建筑，還可用于受損建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)。

國(guó)際上，混凝土防碳化涂料早已產(chǎn)業(yè)化，在歐洲尤其如此，而且頒布了相關(guān)的涂料檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。但在我國(guó)，市場(chǎng)上雖然也存在為數(shù)不多的混凝土防碳化涂料，但其中的大部分為代理銷售的國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，而且，國(guó)內(nèi)目前既無(wú)防碳化涂料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。顯然，在我國(guó)，混凝土防碳化涂料的研發(fā)和應(yīng)用尚處于起步階段。

另一方面，近年來(lái)，綠色建筑的概念越來(lái)越深入人心，清水混凝土在我國(guó)的發(fā)展已達(dá)到了一個(gè)嶄新的階段，亟待開(kāi)發(fā)出透明防水防碳化涂料，用于清水混凝土建筑物表面，在保持清水混凝土原有紋理效果的同時(shí)為其提供理想的防碳化保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決既有或新型建筑水泥砂漿、磚石結(jié)構(gòu)和各種混凝土的碳化腐蝕，延長(zhǎng)建筑物使用壽命，本發(fā)明旨在提供一種水性、無(wú)揮發(fā)性有機(jī)物且具有優(yōu)良防水防碳化和單向透氣性的透明防碳化涂料及其制備方法。

為此，本發(fā)明通過(guò)大量正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化出如下配方：

本發(fā)明的水性透明混凝土防水防碳化涂料的重量百分比組成為:

?????????????????????????????????????????????????

優(yōu)選：

其中，乳液為單組份水性苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚乳液、透明粉為無(wú)水硫酸鈉、高透明填料為白色透明玻璃粉末、分散劑為聚丙烯酸鈉、潤(rùn)濕劑為烷基酚聚氧乙烯醚、消泡劑為礦物油、成膜助劑為2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、增稠流平劑為聚氨酯。

單組份水性苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量為55～57.5%，粘度為6～10?Pa.s，pH值為8～10，玻璃化溫度Tg為30℃，最低成膜溫度10?℃。

水為自來(lái)水。

透明粉為無(wú)水硫酸鈉，含量為98%，其它組分含量如下:?鈣0.02%，鎂0.02%，鐵0.001%。透明粉的細(xì)度為1250目（10?μm），密度2.68?g/cm³，熔點(diǎn)884?℃，白度95。