CN115820053A

CN115820053A - 一种渗透加固型混凝土界面剂、制备方法及其用途

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Publication number: CN115820053A
Application number: CN202211392050.XA
Authority: CN
Inventors: 司汇通; 韩光; 周贺; 王彬; 王权雄
Original assignee: Dongfang Yuhong Civil Building Materials Co ltd
Current assignee: Dongfang Yuhong Civil Building Materials Co ltd
Priority date: 2022-11-08
Filing date: 2022-11-08
Publication date: 2023-03-21

Abstract

本发明提供一种渗透加固型混凝土界面剂、制备方法及其用途。所述混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：丙烯酸酯聚合物乳液20‑80份，水20‑80份，消泡剂0.1‑1份，杀菌剂0.1‑1份，润湿剂0‑2份，成膜助剂0‑2份，pH调节剂0.1‑2份，潜伏***联剂0.1‑2份；所述混凝土界面剂的加固性大于0.85Mpa。本发明解决了在疏松混凝土基层上渗透深度不佳、加固效果有限的问题，与后续水泥砂浆类产品、腻子石膏类产品、水性聚合物防水类产品均有很好的配套效果。

Description

一种渗透加固型混凝土界面剂、制备方法及其用途

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种渗透加固型混凝土界面剂、制备方法及其用途。

背景技术

在工程及民用建筑中起砂疏松的混凝土基层较为常见。起粉严重的混凝土基层主要是浇筑材料含沙量大、水泥量少、水泥强度低、加水较多、养护不到位等因素导致。另一方面旧房翻新时，打磨腻子层厚导致表面残留大量粉状腻子。本身腻子层强度就比较低，加上表面浮灰较多，后续施工就会有脱落的风险。

目前常用且有效的办法是采用混凝土界面剂加固混凝土表面并且封堵混凝土表面孔洞。现有的混凝土界面剂产品主要有两种技术路线：一是采用高Tg粒径偏小的聚合物乳液搭配润湿剂和成膜助剂实现对混凝土基层的涂刷加固，但单纯凭借聚合物乳液成膜作用对基层加固效果一般，无法达到渗透加固性要求。二是采用聚合物乳液加交联剂提高交联密度从而提高成膜后的表面硬度，常使用硅烷偶联剂得以实现。但在涂刷加固混凝土基层之前，混凝土硅烷偶联剂在水相容易发生自身水解副反应，随着硅烷偶联剂的水解后硅羟基自缩合或是与聚合物中羟基等基团发生交联作用，这样在涂刷混凝土基层时，不带有活性的硅羟基与混凝土基层之间不会形成化学桥接作用，与混凝土基层的附着力无明显提升。

例如CN107986686A公开了一种湿拌砂浆界面剂及其制备方法和应用，其技术方案要点是包括如下重量份的组分：羧甲基淀粉醚25～30份、丙烯酸异辛酯5～10份、丙烯酸乳液成膜物10～15份、聚硼硅氧烷5～10份、丙烯酸分散剂1～2份、成膜剂1～5份、抗氧剂1～3份与纳米增强填料10～20份，该发明将界面剂涂覆在剪力墙表面上，相比于将湿拌砂浆直接抹灰在剪力墙而言，增大了砂浆与剪力墙面的接触面积，从而可以均匀分散砂浆与剪力墙面之间的收缩应力，有效避免收缩应力过于集中在某一处而收起的大面积空鼓现象。然而湿拌砂浆界面剂对于分散收缩应力降低空鼓风险有积极作用，但不适用于硬化后的混凝土基层，与提高混凝土基层的渗透加固性方面无相关性。

例如CN109553717B公开了一种疏水型丙烯酸酯类聚合物乳液和混凝土界面剂及其制备方法。该混凝土界面剂包括以下组分：疏水型丙烯酸酯类聚合物乳液24-95重量份、纳米氧化锌0.1-2重量份、有机硅氧烷偶联剂0.2-1.5重量份、分散剂0.04-0.3重量份、消泡剂0.1-0.8重量份、润湿剂0.04-0.4重量份、防腐剂0.05-0.8重量份、pH值调节剂0-0.3重量份、增稠剂0.1-0.6重量份、水0-75重量份。该发明减小了长期浸水环境下水分子对于界面剂的溶胀软化作用，进一步提高界面剂对混凝土的加固作用和耐水性能，加固作用是普通高分子乳液型界面剂的1.2倍以上，耐水性能保持率超过90％。然而常规对有机硅氧烷偶联剂在碱性环境会水解失效，失效期约半年，有机硅氧烷偶联剂在体系中稳定性有待提高。

以上现有混凝土界面剂对加固普通疏松基层效果较好，但是对于起粉严重的基层效果就不太理想。因此，针对疏松粉化严重的水泥砂浆层、旧房翻新铲除腻子后的疏松基层，开发一种适用的混凝土界面剂，且所述界面剂可满足渗透强、固砂效果优异的要求，能够有效降低腻子层空鼓脱落、后续瓷砖铺贴脱落等，是亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种渗透加固型混凝土界面剂。所述混凝土界面剂采用小于100nm粒径的丙烯酸酯乳液，搭配润湿剂降低界面剂表面张力，通过引入潜伏***联剂，有效降低潜伏***联剂的水解速率，从而保证在一定时间内的水解稳定性。本发明解决了在疏松混凝土基层上渗透深度不佳、加固效果有限的问题，与后续水泥砂浆类产品、腻子石膏类产品、水性聚合物防水类产品均有很好的配套效果。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种渗透加固型混凝土界面剂，所述混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液20-80份，

水20-80份，

消泡剂0.1-1份，

杀菌剂0.1-1份，

润湿剂0-2份，

成膜助剂0-2份，

pH调节剂0.1-2份，

潜伏***联剂0.1-2份；

所述混凝土界面剂的加固性大于0.85Mpa。

进一步地，所述混凝土界面剂根据JG/T 210-2018中渗透性加固性能的测试方法，加固性大于0.85Mpa。

进一步地，优选地，所述混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液30-60份，

水40-70份，

消泡剂0.1-1份，

杀菌剂0.1-1份，

润湿剂0.2-1.5份，

成膜助剂1-1.8份，

pH调节剂0.5-1份，

潜伏***联剂0.2-1.5份。

进一步地，所述丙烯酸酯聚合物乳液的平均粒径为30-100nm，Tg为8-35℃，分子量为3000-20000。

进一步地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚中的至少一种。

进一步地，所述杀菌剂为CIT类防腐剂、BIT类防腐剂、MIT类防腐剂、纳米银类防腐剂、季铵盐类防腐剂中的至少一种。

进一步地，所述水可以为地下水、市政自来水，优选地为去离子水。

进一步地，所述润湿剂为异丙基萘磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸双酯磺酸盐中的至少一种。

进一步地，所述成膜助剂包括十二碳醇酯、二丙二醇甲醚、丙二醇中的至少一种。

进一步地，所述pH调节剂为浓度3％的硼酸溶液。所述浓度3％的硼酸溶液，由硼酸粉体溶解于水所制得，加入量根据体系pH值而定，使得所述混凝土界面剂成品的pH值在7-7.2之间。

进一步地，所述潜伏***联剂为如下式Ⅰ的结构式：

本发明的渗透加固型混凝土界面剂，采用小于100nm粒径的丙烯酸酯共聚物乳液，搭配润湿剂降低所述混凝土界面剂的表面张力，使得施工时所述混凝土界面剂具有更佳的润湿性和渗透性。通过引入所述潜伏***联剂，其环氧端与丙烯酸酯聚合物乳液中的羧基开环接枝，所述潜伏***联剂的另一端硅氧烷基团接触混凝土后在碱性环境下加速水解成硅羟基，使无机的混凝土基层与丙烯酸酯共聚物之间形成有效桥接，从而提高了所述混凝土界面剂在混凝土基层的加固性能和表面硬度。

本发明中的潜伏***联剂与常见的硅烷偶联剂相比，分子链中硅原子上甲基的引入增加了空间位阻，有效降低所述潜伏***联剂在施工前的水解速率，与常见的硅烷偶联剂相比，所述封闭性潜伏***联剂在PH呈中性环境中更佳稳定；所述混凝土界面剂用于混凝土施工时，界面剂中的水份会溶出混凝土墙体中的氢氧化钙，强碱性环境会激发潜伏***联剂开始加速水解，与基层反应同时与丙烯酸酯乳液发挥交联作用。因此所述封闭性潜伏***联剂在产品施工前稳定性更强，在施工时的碱性环境下加速硅氧烷的水解反应，具有化学反应响应性。

本发明还提供一种前述渗透加固型混凝土界面剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

向高速混合机中，加入去离子水，在搅拌转速为300-500r/min下，加入杀菌剂、搅拌5-10min后，依次加入消泡剂、润湿剂、成膜助剂、丙烯酸酯聚合物乳液，调整搅拌转速为500-700r/min，搅拌10-15min，再依次加入杀菌剂和潜伏***联剂，搅拌10-15min，加入pH调节剂搅拌3-5min，得到所述混凝土界面剂。

本发明还提供一种前述渗透加固型混凝土界面剂的用途，用于和水泥砂浆类产品、腻子石膏类产品、水性聚合物防水类产品配套使用。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的渗透加固型混凝土界面剂，包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份、潜伏***联剂0.2份、pH调节剂0.5份。

其中，丙烯酸酯聚合物乳液购自巴斯夫，粒径30-70nm，粘度4000cp，固含量48±1％，PH＝7-8。润湿剂为琥珀酸双酯磺酸盐。成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇的混合物，其中十二碳醇酯和丙二醇的重量比为2：1。pH调节剂为3％硼酸溶液。潜伏***联剂购自迈图。

本实施例的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

向高速混合机中，加入去离子水，搅拌转速为400rpm，加入杀菌剂，搅拌10min,依次加入消泡剂，润湿剂，成膜助剂，丙烯酸酯聚合物乳液，调整搅拌转速为1000rpm，搅拌20min，依次加入杀菌剂、潜伏***联剂和pH调节剂，搅拌20min。

实施例2

丙烯酸酯聚合物乳液50份、去离子水50份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.5份、潜伏***联剂0.2份、pH调节剂0.6份。

其中，丙烯酸酯聚合物乳液购自巴斯夫，粒径30-70nm，粘度4000cp，固含量48±1％，PH＝7-8。润湿剂为琥珀酸双酯磺酸盐。成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇的混合物，十二碳醇酯和丙二醇的重量比为2：1。pH调节剂为3％硼酸溶液。潜伏***联剂购自迈图。

本实施例的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

实施例3

丙烯酸酯聚合物乳液60份、去离子水40份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.8份、潜伏***联剂0.2份、pH调节剂0.65份。

其中，丙烯酸酯聚合物乳液购自巴斯夫，粒径30-70nm，粘度4000cp，固含量48±1％，PH＝7-8。润湿剂为琥珀酸双酯磺酸盐，成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇的混合物，十二碳醇酯和丙二醇的重量比为2：1。pH调节剂为3％硼酸溶液。潜伏***联剂购自迈图。

本实施例的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

向高速混合机中，加入去离子水，搅拌转速为400rpm，加入杀菌剂，搅拌10min,依次加入消泡剂，润湿剂，成膜助剂，丙烯酸酯聚合物乳液，调整搅拌转速为1000rpm搅拌20min，依次加入杀菌剂、潜伏***联剂和和pH调节剂，搅拌20min。

实施例4

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份、潜伏***联剂0.3份、pH调节剂0.5份。

本实施例的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

实施例5

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份、潜伏***联剂0.4份、pH调节剂0.5份。

本实施例的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

对比例1

对比例1的混凝土界面剂，包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份。

其中，丙烯酸酯聚合物乳液购自巴斯夫，粒径30-70nm，粘度4000cp，固含量48±1％，PH＝7-8。润湿剂为琥珀酸双酯磺酸盐，成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇的混合物，十二碳醇酯和丙二醇的重量比为2：1。

对比例1的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

向高速混合机中，加入去离子水，搅拌转速为400rpm，加入杀菌剂，搅拌10min,依次加入消泡剂，润湿剂，成膜助剂，丙烯酸酯聚合物乳液，调整搅拌转速为1000rpm，搅拌20min，依次加入杀菌剂搅拌20min。

对比例2

对比例2的混凝土界面剂，包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份、交联剂(Silquest A-187)0.2份、pH调节剂0.5份。

其中，丙烯酸酯聚合物乳液购自巴斯夫，粒径30-70nm，粘度4000cp，固含量48±1％，PH＝7-8。润湿剂为琥珀酸双酯磺酸盐，成膜助剂为十二碳醇酯、丙二醇的混合物，十二碳醇酯和丙二醇的重量比为2：1。pH调节剂为3％硼酸溶液。交联剂Silquest A-187购自迈图。

对比例2的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

向高速混合机中，加入去离子水，搅拌转速为400rpm，加入杀菌剂，搅拌10min,依次加入消泡剂，润湿剂，成膜助剂，丙烯酸酯聚合物乳液，调整搅拌转速为1000rpm，搅拌20min，依次加入杀菌剂、交联剂Silquest A-187和pH调节剂，搅拌20min。

对比例3

对比例3的混凝土界面剂，包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液40份、去离子水60份、消泡剂0.1份、杀菌剂0.2份、润湿剂0.1份、成膜助剂1.2份、交联剂(Silquest A-187)0.3份、pH调节剂0.5份。

对比例3的渗透加固型界面剂的制备方法，包括以下步骤：

试验例

对各实施例和对比例中制得的混凝土界面剂在疏松混凝土基层和铲除腻子层(基层)的渗透性和加固效果进行测定，结果如下表1。

表1

注：后续材料指的是防水材料、铺贴瓷砖胶材料、腻子层等。

为进一步将加固性能量化，按照JG/T 210-2018《建筑内外墙用底漆》中6.15加固性能的测试方法，对实施例和对比例的样品同批次制样，测试结果见表2。

表2

实施例2与实施例1相比：在配方设计上固含量更高，成膜助剂与乳液占比不变，交联剂质量不变，实施例2中固含量偏高，导致在疏松混凝土基层渗透性降低，在铲除腻子层渗透性影响不明显，更高的固含量对于加固性能影响不明显。

实施例3与实施例2相比：在配方设计上固含量更高，成膜助剂与乳液占比不变，交联剂质量不变，随着固含量进一步提高，导致在疏松混凝土基层和铲除腻子层上渗透性降低，更高的固含量对于加固性能影响不明显。

实施例4与实施例1相比：具有相同固含量，提高交联剂用量，可以明显提高与混凝土基层的附着力(加固性)，表面硬度更高，加固性优异。

实施例5与实施例4相比：在相同固含量情况下进一步提高交联剂用量，性能上无明显差异，实施例4中交联剂用量更加适合。

对比例1与实施例1相比：具有相同固含量，无交联剂，在混凝土基层和疏松腻子层加固性表现不佳，表面硬度低，自身强度差。

对比例2与对比例1相比：具有相同固含量，更换交联剂，在50℃环境热储1月后，在混凝土基层和疏松腻子层加固性表现降低，表面硬度低，自身强度变差，说明对比例2中交联剂在该体系中稳定性较差。

对比例3与对比例2相比：具有相同固含量，提高交联剂用量，在50℃环境热储1月后，在混凝土基层和疏松腻子层加固性表现降低，表面硬度低，自身强度变差，与对比例2结果基本一致。

Claims

1.一种渗透加固型混凝土界面剂，其特征在于，所述混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液20-80份，

水20-80份，

消泡剂0.1-1份，

杀菌剂0.1-1份，

润湿剂0-2份，

成膜助剂0-2份，

pH调节剂0.1-2份，

潜伏***联剂0.1-2份；

所述混凝土界面剂的加固性大于0.85Mpa。

2.根据权利要求1所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：

丙烯酸酯聚合物乳液30-60份，

水40-70份，

消泡剂0.1-1份，

杀菌剂0.1-1份，

润湿剂0.2-1.5份，

成膜助剂1-1.8份，

pH调节剂0.5-1份，

潜伏***联剂0.2-1.5份。

3.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述丙烯酸酯聚合物乳液的平均粒径为30-100nm，分子量为3000-20000。

4.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述杀菌剂为CIT类防腐剂、BIT类防腐剂、MIT类防腐剂、纳米银类防腐剂、季铵盐类防腐剂中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述润湿剂为异丙基萘磺酸钠、丁基萘磺酸钠、琥珀酸双酯磺酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述pH调节剂为浓度3％的硼酸溶液。

8.根据权利要求1或2所述的混凝土界面剂，其特征在于，所述潜伏***联剂为如下式Ⅰ的结构式：

9.一种根据权利要求1至8任一项所述的混凝土界面剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

10.一种根据权利要求1至8任一项所述的混凝土界面剂的用途，其特征在于，用于和水泥砂浆类产品、腻子石膏类产品、水性聚合物防水类产品配套使用。