[发明专利]一种用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料及其制备方法，包括以下重量份的组分：疏水性高分子微球20~30份、聚乙烯醇20~35份、交联剂2~6份、三甲基戊基三乙氧基硅烷5~12份、硅氧烷基有机硅10~20份、硅树脂乳液45~30份、丙烯酸乳液30~50份、纳米二氧化硅1~5份、分散剂3~10份、抗老化剂2~6份和稀释剂5~10；所述疏水性高分子微球表面还固载有阳离子基团和阴离子基团。本发明制备的涂料耐水压性好、抗冻融循环性好、疏水性强、不易脱落，能长时间经受空气的腐蚀以及环境气候侵袭，增加了使用寿命长，尤其适用于高寒高海拔地区的水工、港工、道路和桥梁等工程中的混凝土结构物。

技术领域

本发明涉及混凝土表面防护涂料领域，特别的涉及一种用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料及其制备方法。

背景技术

混凝土是目前应用最多、使用范围最广的人造建筑结构材料。随着现代经济与科学技术的快速发展，混凝土的需求范围被扩大至港口、公路、桥梁、市政的现代化工程建设中。一般来说，混凝土结构具有良好的长期性能与高耐久性。但混凝土的服役能力和时间会受到各种环境条件的限制，而在服役期间发生劣化、有的甚至达不到预期寿命而破坏。抗冻性是混凝土耐久性的最重要的指标之一。在高寒高海拔地区，混凝土破坏的主要原因是耐水压性和抗冻融耐久性不足。我国地域辽阔，有相当一部分区域处于严寒地带，不少桥梁、水工建筑物出现了冻融破坏现象。寒冷地区的水工、港工、道路和桥梁等工程中的混凝土结构物或构筑物在冻融循环作用下的冻融破坏是这些结构物等运行过程中的主要病害。因此，研究一种能够对混凝土提供充分保护以保证其结构安全，同时提升其耐水压性和抗冻融，延长服役年限的混凝土表面防护涂料非常具有重要的创新意义与实用价值。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料及其制备方法，解决现有混凝土防护涂料不能兼顾耐水压、抗冻融和防腐性能，导致不适用于高寒高海拔地区。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料，包括以下重量份数组分：疏水性高分子微球20～30份、聚乙烯醇20～35份、交联剂2～6份、三甲基戊基三乙氧基硅烷5～12份、硅氧烷基有机硅10～20份、硅树脂乳液45～30份、丙烯酸乳液30～50份、纳米二氧化硅1～5份、分散剂3～10份、抗老化剂2～6份和稀释剂5～10；所述疏水性高分子微球表面还固载有阳离子基团和阴离子基团，使其富含可供偶联的活性位点。

优选的，疏水性高分子微球介孔的平均孔径为2～10nm。

优选的，所述阳离子基团为胺基盐离子、季铵或吡啶阳离子，所述阴离子基团为羧酸基、磺酸基、磷酸基或硫酸酯基。所述疏水性高分子微球为苯乙烯聚合物微球或聚甲基丙烯酸甲酯微球。

优选的，所述丙烯酸乳液为丙烯酸酯类高分子共聚乳液、具有反应性基团的丙烯酸酯共聚乳液、自交联型丙烯酸酯共聚乳液、反应性丙烯酸酯多元共聚乳液或反应性自交联型丙烯酸酯乳液。

优选的，所述交联剂为异氰酸酯、三聚异氰酰胺或三聚异氰酸酯。

优选的，所述抗老化剂为丁基对苯二酚。

优选的，所述分散剂为疏水改性高分子铵盐分散剂。

优选的，所述稀释剂为醋酸丁酯、二甲苯、甲苯或丙酮。

上述用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取聚乙烯醇和疏水性高分子微球溶于稀释剂，再加入交联剂，于恒温水浴中搅拌回流反应，反应结束后，然后向上述溶液中加入三甲基戊基三乙氧基硅烷和硅氧烷基有机硅继续搅拌回流，反应结束降至常温；

2)向步骤2)得到的反应液中依次加入硅树脂乳液、丙烯酸乳液、分散剂和抗老化剂混合均匀后，在搅拌的条件下再加入纳米二氧化硅，即得到所述用于混凝土结构的耐水压抗冻融涂料。