[发明专利]一种复合超疏水剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种复合超疏水剂、制备方法及其应用，属于超疏水混凝土技术领域。本发明所述的复合超疏水剂由超疏水组分、疏水改性组分、堵孔组分、增密组分和溶剂组分混合而成；所述超疏水组分为有机硅类超疏水材料，所述疏水改性组分为长链脂肪酸，所述堵孔组分为孔栓物，所述增密组分为纳米粒子。本发明所述的超疏水剂以价格较为便宜的长链脂肪酸部分取代价格昂贵的有机硅类超疏水物质，实现材料超疏水的同时减小生产成本。本发明所述的环保型整体超疏水混凝土，用环保型复合超疏水剂制备出接触角大于150°的超疏水混凝土，提升了超疏水混凝土的强度，且混凝土内部同样具有超疏水性，其制备工艺简单，适合规模化生产。

技术领域

本发明属于超疏水混凝土技术领域，具体涉及一种复合超疏水剂、制备方法及其应用。

背景技术

混凝土材料是一种广泛使用的工程材料，但是由于其亲水特性和内部存在着许多微小孔隙，容易受到外界环境的侵蚀，从而影响结构的耐久性。水的渗透会导致化学侵蚀、干湿交替、碳化、冻融循环等多种劣化机制，让混凝土的性能恶化甚至失效，造成安全隐患和巨大的经济损失。同时，由于其亲水特性，混凝土结构容易受到灰尘的污染，影响结构的使用效果和美观性。利用超疏水改性技术可以赋予混凝土结构表面自清洁特性和超疏水特性，让灰尘无法堆集在混凝土表面，且可以从根本上阻止水分进入混凝土中，降低水对材料的渗透，从而提高混凝土的耐久性。

对于超疏水混凝土，目前主要通过浸渍法、涂刷法等方法来制备超疏水混凝土，但这种超疏水混凝土只能实现表面超疏水特性，如果涂层剥落或磨损，混凝土仍为亲水性。有研究表明，在混凝土制备过程中同步掺入超疏水剂，可实现混凝土的整体超疏水特性，但现有的超疏水剂价格昂贵、成分单一、不环保、且会大幅降低混凝土的抗压强度，不利于开展大规模应用。对于工程应用来说，超疏水混凝土的表面和内部应该同时具有超疏水性，并尽可能提升超疏水混凝土的强度。

在专利文献CN201910664908.5中公开了一种利用异丁基三乙氧基硅烷制备的基体超疏水无砂混凝土，其制备的超疏水混凝土内部达到超疏水性，但表面未达到超疏水性，且所述的基体超疏水无砂混凝土孔隙率为25％～40％，未涉及密实型的超疏水混凝土。

在专利文献CN114656190A中公开了一种脂肪酸类混凝土疏水孔栓物及其制备方法，以及专利文献CN110255962A中公开了一种憎水性化合孔栓物乳液及其制备方法，这两种孔栓物对混凝土均无超疏水效果。

发明内容

现有混凝土由于其亲水特性和内部存在着许多微小孔隙，容易受到外界环境的侵蚀，从而影响结构的耐久性。为解决上述技术问题，本发明提供一种复合超疏水剂、制备方法及其应用，该复合超疏水剂能够有效提升混凝土整体超疏水特性，提高混凝土的强度和密实度，且该复合超疏水剂显著减少了一般超疏水混凝土中超疏水组分这一昂贵材料的用量，降低了生产成本。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案。

第一方面，本发明提供一种复合超疏水剂，由超疏水组分、疏水改性组分、堵孔组分、增密组分、溶剂组分复合而成，其中各组分质量份数如下：

所述超疏水组分为碳原子数为10-30的硅烷类超疏水材料。

所述硅烷类超疏水材料为异丁基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、二十二烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述疏水改性组分为碳原子数为10-30的长链脂肪酸。

所述长链脂肪酸为硬脂酸、月桂酸、棕榈酸，山嵛酸，二十八酸中的一种或多种。

所述堵孔组分为孔栓物；所述孔栓物为微硅粉、硅酸钠、氧化镁、纳米碳酸钙中的一种或多种，尺寸为0.10μm-0.50μm。

所述增密组分为纳米粒子；所述纳米粒子为纳米氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钛中的一种或多种混合，纳米粒子的尺寸为10nm-50nm。