[发明专利]一种高耐候单组份有机硅混凝土防护涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土防护技术领域，具体涉及一种高耐候单组份有机硅混凝土防护涂料及其制备方法。

背景技术

混凝土在海洋、高温高湿、严寒等气候环境下，易受到氯离子、硫酸根离子、碳化、冻融循环等作用影响，出现粉化、剥落、掉块等病害，导致钢筋混凝土结构的耐久性下降，严重影响其使用寿命，为安全服役埋下隐患。

为确保混凝土结构耐久性，常采用涂刷防护涂层的方式对混凝土表面进行强化处理，将混凝土与外部环境隔绝，提高混凝土的抗腐蚀性、抗介质侵蚀性和抗冻性能。防护涂层主要包括底漆、中间漆和面漆，其中底漆材料以环氧树脂类、聚氨酯类材料为主，主要作用是改善混凝土基面，提高混凝土与涂料的粘结；中间漆主要作用是增加防护涂层厚度，防止介质侵入；面漆作为最主要的防护层，其原材料多采用丙烯酸类、聚氨酯类、氟碳类等耐老化性能好的高分子类防护涂料。在长期实践过程中，发现上述防护涂层会存在如下问题：①丙烯酸类、聚氨酯类、氟碳类等防护涂料的涂刷工艺包括界面剂涂刷-中间漆涂刷-面漆涂刷，每道工序间隔时间较长，且均需在界面干燥条件下进行。因此，混凝土防护效率和防护涂层质量受环境影响(雨水、低温)较大，难于控制。②丙烯酸类、聚氨酯类、氟碳类等防护涂层的封闭性较好，但是透气性较差，混凝土内部的水蒸气无法排出，高温时涂层易出现鼓起、破裂问题。

针对目前混凝土防护涂料存在的问题，可采用有机硅类防护涂料进行混凝土的表面防护。有机硅类材料以硅氧键(Si-O键)为主链结构，其键能高达452kJ/mol，远大于碳碳键(C-C键)键能(356kJ/mol)和碳氧键(C-O键)键能(358kJ/mol)，具有良好的热稳定性和卓越的耐候性。而且有机硅类材料与混凝土浸润能力强，可与混凝土内部活性基团反应，无需三层防护，工艺简单，涂层质量受环境影响小。同时，聚硅氧烷分子体积大、内聚能密度低，具有良好的透气性，可保证水蒸气的透出。

发明专利《高聚物改性有机硅防水涂料》(CN201410116333.0)提及的一种高聚物改性有机硅防水涂料，有以下重量的组份组成：苯醚1，2-亚乙基硅橡胶10-15公斤，去离子水30-50公斤，二氧化钛10-15公斤，有机硅单体10-20公斤，消泡剂4-6公斤，改性剂4-6公斤，甲基硅油4-6公斤，树脂乳液4-6公斤，纳米活性炭4-6公斤，二甲基硅氧烷40-60公斤。

发明专利《一种有机硅防水涂料》(CN201510050989.1)提及的一种有机硅防水涂料，有以下重量的组份组成：甲基硅酸盐30-50份，二甲基硅氧烷20-30份，硅烷偶联剂3-5份、甲基硅油10-15份、消泡剂0.2-1份、去离子水5-10份、二氧化硅10-20份。

发明专利《一种有机硅防水涂料及制备方法》(CN201410196340.6)提及的一种有机硅防水涂料，有以下重量的组份组成：硅酸钠37.5-62.5％，膨胀剂0.3-1.0％，助溶剂0.3-1.0％、隔热填料10-20％，增塑剂5-10％和MS溶剂树脂5-10％。

发明专利《一种反应型有机硅防水剂及其制备方法和应用》(CN201410833302.7)提及的一种反应型有机硅防水剂，选用反应型MDTQ硅树脂作为基础原料，在有机溶剂中配以含反应型硅官能团的聚甲基硅氧烷或其改性物以及室温固化催化剂，再通过化学、物理方法复配制备得到。

目前，有机硅类防护剂以硅烷、硅氧烷类为主，通过浸入混凝土表层表面形成一层坚固、刚性的网状硅氧烷憎水层，形成了远低于水的表面张力，并产生毛细逆气压现象，且不堵塞毛细孔，既防水又保持混凝土结构的“呼吸”。但是，该类材料对长期积水处的混凝土的防水性能较差，且对混凝土的抗冻性能提高有限。溶剂类的有机硅防水涂料对混凝土基面平整度及基面处理的要求较高，抗开裂性能和施工性能较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种高耐候单组份有机硅混凝土防护涂料及其制备方法。

本发明的技术方案：为了实现以上目的，本发明提供了一种高耐候单组份有机硅混凝土防护涂料，其由下列质量份数的原料组成：

①所述的端羟基二甲基硅氧烷中，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所述的改性端羟基聚二甲基硅氧烷为二苯基硅氧烷或甲苯基硅氧烷改性的端羟基聚二甲基硅氧烷中的一种或两种。