[发明专利]一种硅烷微胶囊固体粉末防水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅烷微胶囊固体粉末防水剂的制备方法，使用亲水性聚乙烯吡咯烷酮和麦芽糊精为壁材，通过乳化包埋工艺将硅烷单体包裹在壁材内形成微胶囊液滴，再采用喷雾干燥工艺得到硅烷微胶囊粉末，有效提高TEOS在使用中的稳定性，将其用在防水涂料的水溶液中混合时，水溶性微胶囊壁材会迅速溶于水释放出硅烷乳液，在水泥基材料表面结合，形成一层网状的疏水结构；TEOS水解后形成的多聚硅酸与混凝土表面的氢氧化钙发生反应形成二次水化产物C‑S‑H凝胶，堵塞了混凝土材料的孔隙，提高了混凝土的表面密实度，最大程度的减少CO2的进入及水的吸收，提高混凝土的耐水、抗碳化能力。

技术领域

本发明属于建筑防水技术领域，具体涉及一种硅烷微胶囊固体粉末防水剂的制备方法。

背景技术

水的存在是造成混凝土结构破坏的主要因素，控制水分侵入是提高混凝土耐久性的主要措施之一。目前防止水分侵入混凝土内部的方法主要是在混凝土表面进行防水处理，而在众多的防水材料中，硅烷因能渗透到混凝土内部一定深度，并且不会堵塞混凝土的孔隙，起到了透气不透水的作用，近年来受到了研究人员和工程人员的广泛关注。但是，硅烷单体自身稳定性不够好，暴露于空气中易挥发，产生有毒气体，而且还存在自身聚合的可能，不利于长时间保存。

正硅酸乙酯(TEOS)是一种无色透明易挥发的液体，由于-OR与Si之间的化学键键强不高，致使TEOS易于发生水解作用生成多聚硅酸，乙醇及中间产物。水解生成的多聚硅酸，对无机氧化物、硅酸盐、纤维素等物质都显出良好的粘合性。近年来的研究发现，多聚硅酸具有一定的火山灰效应，且能够与水泥的水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应生成C-S-H凝胶，因此，TEOS也常用于水泥基材料中，起到一定的增强作用。但是，由于TEOS具有易挥发、易水解的特点，直接在水泥基材料中使用其长期效果并不稳定，而且对环境会造成一定的污染。

发明内容

本发明提供了一种硅烷微胶囊固体粉末防水剂的制备方法，有效提高TEOS在使用中的稳定性，提高混凝土的耐水、抗碳化能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种硅烷微胶囊固体粉末防水剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）壁材溶液的制备：

将4-16份聚乙烯吡咯酮、26-40份麦芽糊精与80-150份水混合，在18-28℃水浴锅内恒温搅拌混合，并超声分散处理10-15分钟，使其完全溶解形成壁材溶液；

（2）硅烷乳液的制备：

称取0.5-2份乳化剂、2-4份聚乙二醇加入到蒸馏水中，搅拌20-40分钟使其混合均匀，加入40-60份硅烷单体，置于30-40℃水浴锅内恒温搅拌3-6小时，保持转速2000-3000r/min，充分乳化后，再加入10-20份TEOS，混合搅拌4-6小时后，静置冷却，制得复合硅烷乳液；

（3）向上述壁材溶液中加入2-5份超细硅酸铝超声分散均匀后，再加入步骤（2）硅烷乳液，使用高速分散机以3000-5000r/min的转速高速分散5-8分钟，形成水包油型乳化液；

（4）喷雾干燥：

使用喷雾干燥机对上述乳化液进行喷雾干燥，得到硅烷微胶囊固体粉末防水剂。

其中，所述步骤（1）超声功率在250-500W，搅拌速度在260-320r/min。

其中，所述步骤（2）乳化剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。

其中，所述步骤（2）硅烷单体是指异丁基三乙氧基、辛基三甲氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。

其中，所述硅烷乳液中硅烷单体的质量分数在30-60%。