[發(fā)明專(zhuān)利]一種有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011482783.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112551943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭奕群;張同生;李嘉豪;韋江雄;余其俊;韓宇棟;丁小平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B24/42
• 分類(lèi)號(hào): C04B24/42;C04B103/65
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發(fā)明屬于海洋建筑工程的技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑及其制備方法。所述有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑主要由以下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分組成：沸石45～55％，有機(jī)硅烷40～50％，醇類(lèi)密封劑3～6％，表面活性劑0.5～3％。本發(fā)明還公開(kāi)了憎水劑的制備方法。本發(fā)明的有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑的有機(jī)硅釋放速率可控，60分鐘有機(jī)硅存留率45～60％，對(duì)硅酸鹽水泥或復(fù)合硅酸鹽水泥憎水改性效果好，水泥的抗蝕性能好，如：改性水泥漿體的接觸角為100～125°，28天齡期氯離子擴(kuò)散系數(shù)0.1～0.3×10^?12m²/s。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉體材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著超長(zhǎng)設(shè)計(jì)壽命的標(biāo)志性海洋工程的建設(shè)，嚴(yán)苛環(huán)境下水泥混凝土的耐久性問(wèn)題備受關(guān)注。海水中氯離子、硫酸根離子、鎂離子等侵蝕性離子能引發(fā)鋼筋銹蝕，導(dǎo)致鋼筋握裹力降低與結(jié)構(gòu)開(kāi)裂失效，提升水泥基材料抗侵蝕性能勢(shì)在必行。

海水中侵蝕性離子向水泥混凝土內(nèi)部遷移時(shí)通常在液相中進(jìn)行，因此提升水泥混凝土憎水性是改善抗侵蝕能力與耐久性的關(guān)鍵。目前主要通過(guò)表面涂層、摻入聚合物乳液或有機(jī)硅粉末等方法實(shí)現(xiàn)水泥混凝土的憎水改性。表面涂層防護(hù)深度有限(通常小于500μm)，在外界侵蝕作用下，水泥漿體表面發(fā)生劣化開(kāi)裂后即會(huì)完全喪失防護(hù)效果，而聚合物乳液則會(huì)形成聚合物膜，包裹了膠凝材料顆粒，又破壞了水泥漿體整體性，不利于膠凝材料的持續(xù)水化與抗壓強(qiáng)度發(fā)展。利用有機(jī)硅在堿性環(huán)境下的水解、硅烷醇基與水泥漿體孔壁羥基的結(jié)合與憎水官能團(tuán)的定向排列，改善水泥漿體憎水性的同時(shí)又不顯著降低材料力學(xué)性能，是一種更為普遍適用的憎水改性方式。然而現(xiàn)有有機(jī)硅粉末憎水劑主要采用有機(jī)物籠狀結(jié)構(gòu)包裹有機(jī)硅，粉體密度小，對(duì)水泥混凝土進(jìn)行改性時(shí)易出現(xiàn)有機(jī)硅粉末分散不良。此外有機(jī)硅水解過(guò)快，自身縮聚現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)法保證憎水官能團(tuán)在水泥漿體孔壁上的分布均勻，使憎水改性效果弱于預(yù)期。設(shè)計(jì)一種有機(jī)硅釋放過(guò)程可控的憎水功能材料是有效改善水泥混凝土憎水性的根本解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)有機(jī)硅粉末憎水劑分散不均勻及有機(jī)硅組分釋放過(guò)快的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑及其制備方法。本發(fā)明利用改性無(wú)機(jī)礦物負(fù)載有機(jī)硅，通過(guò)對(duì)無(wú)機(jī)礦物的復(fù)合改性調(diào)控?zé)o機(jī)礦物對(duì)有機(jī)硅的負(fù)載特性，同時(shí)利用無(wú)機(jī)礦物與水泥混凝土體系的相容性提升憎水基團(tuán)的分布均勻性。具體而言，本發(fā)明提出以經(jīng)化學(xué)-熱處理復(fù)合改性沸石為載體，在真空環(huán)境下進(jìn)行有機(jī)硅烷負(fù)載，并利用醇類(lèi)物質(zhì)完成沸石的包覆與密封，干燥后即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑的制備。

本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種有機(jī)硅緩釋型粉末憎水劑，主要由以下按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)的組分組成：

所述沸石粒徑為0.5～15μm，其表觀密度1.9～2.3g/cm³。

所述有機(jī)硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

所述醇類(lèi)密封劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一種或多種。醇類(lèi)密封劑的分子量為600～1000。

所述表面活性劑為烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、卵磷脂、十二烷基苯磺酸鈉中的一種以上。

所述烷基葡糖苷為十二烷基葡糖苷、十六烷基葡糖苷、十八烷基葡糖苷中一種以上；所述脂肪酸甘油酯為月桂酸甘油酯、辛酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯中的一種以上。

所述沸石在使用前進(jìn)行酸處理，200～500℃煅燒處理。

所述酸為硝酸，酸的濃度為1～4mol/L；酸處理的時(shí)間為30～90min；

煅燒處理的時(shí)間為30～90min。