[發明專利]一種高耐候單組份有機硅混凝土防護涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710066836.5
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106811118A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 靳昊;易忠來;李化建;黃法禮;謝永江;溫浩
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院
• 主分類號: C09D183/06
• 分類號: C09D183/06;C09D7/12
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技術領域

本發明屬于混凝土防護技術領域，具體涉及一種高耐候單組份有機硅混凝土防護涂料及其制備方法。

背景技術

混凝土在海洋、高溫高濕、嚴寒等氣候環境下，易受到氯離子、硫酸根離子、碳化、凍融循環等作用影響，出現粉化、剝落、掉塊等病害，導致鋼筋混凝土結構的耐久性下降，嚴重影響其使用壽命，為安全服役埋下隱患。

為確保混凝土結構耐久性，常采用涂刷防護涂層的方式對混凝土表面進行強化處理，將混凝土與外部環境隔絕，提高混凝土的抗腐蝕性、抗介質侵蝕性和抗凍性能。防護涂層主要包括底漆、中間漆和面漆，其中底漆材料以環氧樹脂類、聚氨酯類材料為主，主要作用是改善混凝土基面，提高混凝土與涂料的粘結；中間漆主要作用是增加防護涂層厚度，防止介質侵入；面漆作為最主要的防護層，其原材料多采用丙烯酸類、聚氨酯類、氟碳類等耐老化性能好的高分子類防護涂料。在長期實踐過程中，發現上述防護涂層會存在如下問題：①丙烯酸類、聚氨酯類、氟碳類等防護涂料的涂刷工藝包括界面劑涂刷-中間漆涂刷-面漆涂刷，每道工序間隔時間較長，且均需在界面干燥條件下進行。因此，混凝土防護效率和防護涂層質量受環境影響(雨水、低溫)較大，難于控制。②丙烯酸類、聚氨酯類、氟碳類等防護涂層的封閉性較好，但是透氣性較差，混凝土內部的水蒸氣無法排出，高溫時涂層易出現鼓起、破裂問題。

針對目前混凝土防護涂料存在的問題，可采用有機硅類防護涂料進行混凝土的表面防護。有機硅類材料以硅氧鍵(Si-O鍵)為主鏈結構，其鍵能高達452kJ/mol，遠大于碳碳鍵(C-C鍵)鍵能(356kJ/mol)和碳氧鍵(C-O鍵)鍵能(358kJ/mol)，具有良好的熱穩定性和卓越的耐候性。而且有機硅類材料與混凝土浸潤能力強，可與混凝土內部活性基團反應，無需三層防護，工藝簡單，涂層質量受環境影響小。同時，聚硅氧烷分子體積大、內聚能密度低，具有良好的透氣性，可保證水蒸氣的透出。

發明專利《高聚物改性有機硅防水涂料》(CN201410116333.0)提及的一種高聚物改性有機硅防水涂料，有以下重量的組份組成：苯醚1，2-亞乙基硅橡膠10-15公斤，去離子水30-50公斤，二氧化鈦10-15公斤，有機硅單體10-20公斤，消泡劑4-6公斤，改性劑4-6公斤，甲基硅油4-6公斤，樹脂乳液4-6公斤，納米活性炭4-6公斤，二甲基硅氧烷40-60公斤。

發明專利《一種有機硅防水涂料》(CN201510050989.1)提及的一種有機硅防水涂料，有以下重量的組份組成：甲基硅酸鹽30-50份，二甲基硅氧烷20-30份，硅烷偶聯劑3-5份、甲基硅油10-15份、消泡劑0.2-1份、去離子水5-10份、二氧化硅10-20份。

發明專利《一種有機硅防水涂料及制備方法》(CN201410196340.6)提及的一種有機硅防水涂料，有以下重量的組份組成：硅酸鈉37.5-62.5％，膨脹劑0.3-1.0％，助溶劑0.3-1.0％、隔熱填料10-20％，增塑劑5-10％和MS溶劑樹脂5-10％。

發明專利《一種反應型有機硅防水劑及其制備方法和應用》(CN201410833302.7)提及的一種反應型有機硅防水劑，選用反應型MDTQ硅樹脂作為基礎原料，在有機溶劑中配以含反應型硅官能團的聚甲基硅氧烷或其改性物以及室溫固化催化劑，再通過化學、物理方法復配制備得到。

目前，有機硅類防護劑以硅烷、硅氧烷類為主，通過浸入混凝土表層表面形成一層堅固、剛性的網狀硅氧烷憎水層，形成了遠低于水的表面張力，并產生毛細逆氣壓現象，且不堵塞毛細孔，既防水又保持混凝土結構的“呼吸”。但是，該類材料對長期積水處的混凝土的防水性能較差，且對混凝土的抗凍性能提高有限。溶劑類的有機硅防水涂料對混凝土基面平整度及基面處理的要求較高，抗開裂性能和施工性能較差。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供了一種高耐候單組份有機硅混凝土防護涂料及其制備方法。

本發明的技術方案：為了實現以上目的，本發明提供了一種高耐候單組份有機硅混凝土防護涂料，其由下列質量份數的原料組成：

①所述的端羥基二甲基硅氧烷中，n＝180～230的占30％，n＝300～400的占45％，n＝530～610的占15％，n＝1000～1300的占10％；

②所述的改性端羥基聚二甲基硅氧烷為二苯基硅氧烷或甲苯基硅氧烷改性的端羥基聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種。