丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液及制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液及其制备方法。


背景技术：

2.随着近年来我国新建混凝土工程(水泥基材料)进入维修加固期，专家预测，未来我国的建筑市场格局将会从当前的以新建建筑为主，逐步过渡到以既有建筑改造维修为主。目前都已意识到后建筑时代的到来，包括一些基础设施的维修改造都会是一种“朝阳产业”。
3.气候差别与环境的复杂多样，造成对建筑物的破坏情况不一样。建筑物及基础工程设施的病害险情种类繁多，成因繁杂，诊治困难。如水流冲刷、水质腐蚀、冻融破坏、离子侵蚀及渗漏等原因，对建筑物带来了各种破坏；如高速公路诸如因盐冻水利设施冻融及离子侵蚀等原因对基础设施的破坏都非常严重。
4.虽然高分子材料在水泥基材料中已经广泛应用，但使用量最大的还是以聚合物砂浆居多，聚合物砂浆作为建筑工程病害的修补材料，其并不具备改善水泥基材料的柔性及其粘接性能的作用，而目前作为维修加固的新型材料目前研制较少。基于此原因，通过新型丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料复合，研制出用于工程病害诊治材料，可以解决建筑物及基础工程设施因冻融破坏、腐蚀破坏、渗漏破坏等一系列破坏问题，并且通过材料的复合可以解决多重破坏作用下的维修，达到一种材料解决多种问题的目的。
5.由于新建建筑慢慢变少，既有建筑及基础设施的存量很大，因此通过新型病害诊治材料的使用，建筑物及基础工程设施运行后的维修资金将大幅下降，同时保障了建筑物及基础设施的健康稳定运行。所以针对多重破坏下研制的新型复合修补材料在建筑行业的具备巨大的潜力，势必会取得良好的社会价值与经济价值。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷，提供了一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，并具体公开了制备方法，采用本方法制备的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液通过水泥基材料进行复合，可明显改善水泥基材料性能上存在的缺点，使得水泥基材料在保持原有特性不变的情况下，同时兼具防裂、防水、防渗、高抗疲劳、防腐防冻等性能，拓宽水泥基材料的应用范围。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
8.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，包括如下重量份的原料：丙烯酸丁酯500-650份、苯乙烯320-500份、甲基丙烯酸甲酯320-500份、丙烯酸异辛酯10-100份、丙烯酰胺6-12份、丙烯酸0-4份、阴离子乳化剂2-6份、非离子乳化剂1-3份、过硫酸铵1-3份、碳酸氢钠0.1-1份、多功能助剂1-5份、杀菌剂1-2份、分散剂2-6份、润湿剂0-2份、增稠剂
0-2份、消泡剂1-3份；
9.其中所述苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯可单独使用，也可搭配使用；
10.所述丙烯酸丁酯可单独使用，也可搭配丙烯酸异辛酯使用。
11.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液的制备方法，具体包括如下步骤：
12.s1：按比例称取丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺、丙烯酸、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、过硫酸铵、碳酸氢钠、多功能助剂、杀菌剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂，留待备用；
13.s2：向单体罐中加水，并打开搅拌系统，随后向单体罐中加入称取的丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺、丙烯酸、阴离子乳化剂、非离子乳化剂和碳酸氢钠，搅拌30min以上，得到混合乳液；
14.s3：向反应釜中加水，打开搅拌系统和加热系统，升温，在反应釜内温度到74℃时，向反应釜中加入过硫酸铵，温度保持在85-88℃；
15.s4：将步骤s2中的混合乳液滴加到反应釜中，滴加3h，温度保持在85-88℃；
16.s5：滴加完成，保温60min，随后将反应釜内温度降低至45℃，先加入多功能助剂，调节乳液ph值在7.0-8.0的范围内，然后加入杀菌剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂，搅拌均匀。
17.s6：关闭加热系统，待反应釜内温度降调室温后，过滤，出料，制得丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液。
18.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料按任意比例复合后制备的高性能防腐防冻胶泥在工程上的应用。
19.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料按任意比例复合后制备的高性能防腐防水材料在工程上的应用。
20.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
21.1)本发明所提供的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，其粒径更小，平均粒径可达纳米级，可更好的填充水泥基材料的空隙，且粘度更宜控制，对水泥基材料有良好的适应性，可按任意比例与水泥基材料复合使用，可制备出多款新型高分子聚合物水泥基复合材料；
22.2)本发明所提供的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料复合后，可提高复合材料的粘接性能、柔韧性、防水抗渗性能、抗冻性能和防腐性能，并且丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液本身具有良好的微观结构特质，能有效改变水泥基材料界面的微观结构，提高水泥基材料的密实度和耐久性，能降低水在混凝土界面的表面张力，具有非常良好的保水、减水性能；
23.3)本发明所提供的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，与水泥基材料复合堵塞孔隙及裂缝，使水泥石更加密实，提高了水泥的密实度，从而提高水泥石的耐久性及力学性能，同时在遭受破坏时，由于其柔韧性，从而达到阻止水泥基材料的进一步破坏，并且具有延长建筑(构)物的使用寿命的重要作用；
24.4)本发明所提供的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液为水性乳料，其制备和施工过程完全无毒化，绿色环保，有效提高了制备安全性。
具体实施方式
25.下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
26.本发明公开了一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，包括如下重量份的原料：丙烯酸丁酯500-650份、苯乙烯320-500份、甲基丙烯酸甲酯320-500份、丙烯酸异辛酯10-100份、丙烯酰胺6-12份、丙烯酸0-4份、阴离子乳化剂2-6份、非离子乳化剂1-3份、过硫酸铵1-3份、碳酸氢钠0.1-1份、多功能助剂1-5份、杀菌剂1-2份、分散剂2-6份、润湿剂0-2份、增稠剂0-2份、消泡剂1-3份；
27.其中所述苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯可单独使用，也可搭配使用；
28.所述丙烯酸丁酯可单独使用，也可搭配丙烯酸异辛酯使用。
29.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液的制备方法，具体包括如下步骤：
30.s1：按比例称取丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺、丙烯酸、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、过硫酸铵、碳酸氢钠、多功能助剂、杀菌剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂，留待备用；
31.s2：向单体罐中加水，并打开搅拌系统，随后向单体罐中加入称取的丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酰胺、丙烯酸、阴离子乳化剂、非离子乳化剂和碳酸氢钠，搅拌30min以上，得到混合乳液；
32.s3：向反应釜中加水，打开搅拌系统和加热系统，升温，在反应釜内温度到74℃时，向反应釜中加入过硫酸铵，温度保持在85-88℃；
33.s4：将步骤s2中的混合乳液滴加到反应釜中，滴加3h，温度保持在85-88℃；
34.s5：滴加完成，保温60min，随后将反应釜内温度降低至45℃，先加入多功能助剂，调节乳液ph值在7.0-8.0的范围内，然后加入杀菌剂、分散剂、润湿剂、增稠剂和消泡剂，搅拌均匀。
35.s6：关闭加热系统，待反应釜内温度降调室温后，过滤，出料，制得丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液。
36.本发明的具体实施例如下：
37.实施例1
38.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，包括如下重量份的原料：丙烯酸丁酯540份、苯乙烯330份、丙烯酸异辛酯100份、丙烯酰胺8份、丙烯酸2份、阴离子乳化剂4份、非离子乳化剂1份、过硫酸铵2.4份、碳酸氢钠0.4份、多功能助剂5份、杀菌剂2份、分散剂3份、润湿剂1份、增稠剂1份、消泡剂1份。
39.实施例2
40.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，包括如下重量份的原料：丙烯酸丁酯600份、甲基丙烯酸甲酯320份、丙烯酸异辛酯50份、丙烯酰胺8份、丙烯酸2份、阴离子乳化剂4份、非离子乳化剂1份、过硫酸铵2.4份、碳酸氢钠0.4份、多功能助剂5份、杀菌剂1份、分散剂4份、润湿剂1份、增稠剂1份、消泡剂1份。
41.实施例3
42.一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，包括如下重量份的原料：丙
烯酸丁酯570份、甲基丙烯酸甲酯400份、丙烯酰胺8份、阴离子乳化剂4份、非离子乳化剂1份、过硫酸铵2.4份、碳酸氢钠0.4份、多功能助剂5份、杀菌剂2份、分散剂4份、润湿剂1份、增稠剂1份、消泡剂1份。
43.根据实施例1-3制备的丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液，对比结果见表1。
44.表1乳液试验结果
[0045][0046]
由于丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液本身无法直接使用，因此需要与水泥基材料复合后进行使用，复合后材料的性能结果更优。
[0047]
试验例1
[0048]
一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料按任意比例复合后制备的高性能防腐防冻胶泥在工程上的应用，性能结果见表2。
[0049]
表2高性能防腐防冻胶泥性能指标
[0050][0051]
实验例2
[0052]
一种丙烯酸类改性水泥基材料防腐抗冻高分子乳液与水泥基材料按任意比例复合后制备的高性能防腐防防水材料在工程上的应用，性能结果见表3。
[0053]
表3防腐防水材料主要性能指标
[0054][0055]
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理。