一种硅酸盐防水涂料及其制备方法

本发明涉及建筑涂料，更具体的说是涉及一种硅酸盐防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、无机硅酸盐涂料俗称无机矿物涂料，主要成分是液态硅酸钾和无机氧化金属物。无机硅酸盐涂料具有出色的耐水性和耐候性，使其在潮湿或水下环境中仍能保持良好的性能。其硅酸盐成分能够与混凝土、砖石等基材形成良好的化学键合，形成一层致密的防水屏障。此外，无机硅酸盐涂料还具有良好的透气性，能够有效防止水蒸气在墙体内部积聚，从而减少墙体潮湿和霉变的风险。

2、无机硅酸盐涂料作为一类重要的建筑涂料，其防水性能一直是研究和应用的重点。这是因为防水性能直接关系到建筑结构的耐久性、使用寿命以及居住环境的舒适度。无机硅酸盐涂料以其独特的物理和化学性质，在防水领域展现出了广阔的应用前景。

3、然而，无机硅酸盐涂料的防水性能也受到一些因素的制约。例如，涂层的质量和施工工艺对防水效果有着重要影响。涂层如果存在缺陷或施工不当，可能导致水分渗透。此外，长期的水侵蚀和外界环境因素也可能对涂层的防水性能造成损害。

4、为了提高无机硅酸盐涂料的防水性能，研究者们进行了大量的探索和研究。一方面，通过优化涂料的配方、调整硅酸盐成分以及添加防水剂等方法，增强涂层的耐水性和抗渗透能力。另一方面，改进施工工艺，提高涂层的施工质量，确保涂层的完整性和均匀性。但是，效果都不甚理想。

5、因此，如何开发一种硅酸盐防水涂料是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硅酸盐防水涂料及其制备方法，通过有机氟硅防水乳液增强涂料的防水性，以解决现有技术中无机硅酸盐涂料耐水性差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种硅酸盐防水涂料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐溶液100份、防水乳液1-30份、硅溶胶10-40份、分散剂0-10份、增稠剂0-30份、消泡剂0-10份、无机填料0-30份和水5-50份。

4、优选为：无机硅酸盐溶液100份、防水乳液30份、硅溶胶5份、分散剂3份、增稠剂5份、消泡剂2份、无机填料10份和水20份。

5、进一步，上述无机硅酸盐溶液为改性硅酸钾溶液。

6、采用上述进一步的有益效果在于，利用硅烷偶联剂对硅酸钾溶液进行改性，一方面通过有机基团的空间位阻降低硅酸钾的反应性，提高硅酸钾的稳定性；另一方面，引入疏水硅烷或f元素，提升产品的耐水性能。

7、进一步，上述无机硅酸盐溶液的制备方法为：

8、(1)将低模数硅酸钾和硅溶胶混合，水浴搅拌，得到硅酸钾溶液；

9、(2)向硅酸钾溶液中加入硅烷偶联剂和去离子水，反应，得到改性硅酸钾溶液。

10、更进一步，上述步骤(1)中，低模数硅酸钾和硅溶胶的质量比为1:(0.5-1.5)；水浴搅拌的温度为40℃，时间为30min。

11、更进一步，上述步骤(2)中，硅酸钾溶液和硅烷偶联剂的质量比为100:(1-5)；去离子水加入至质量浓度为30％-50％；反应的温度为40℃，时间为1h。

12、进一步，上述防水乳液为大分子有机氟硅防水乳液，结构式为其中，侧链rf为含氟的1-18个碳原子烷基，摩尔占比为1％-30％，侧链活性甲氧基的摩尔占比为1％-30％。

13、采用上述进一步的有益效果在于，本发明防水乳液的接触角可达110-150°。

14、进一步，上述防水乳液的制备方法为：

15、(1)将甲基三甲氧硅烷、苯基三甲氧基硅烷和含氟硅氧烷加入到乙醇和水的混合溶剂中，调节ph为10-12，反应，得到反应溶液；

16、(2)向反应溶液中加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，搅拌混合均匀，得到防水乳液。

17、更进一步，上述步骤(1)中，甲基三甲氧硅烷、苯基三甲氧基硅烷、含氟硅氧烷和混合溶剂的质量比为(10-30):(10-30):(10-30):(5-60)，优选为10:5:5:20；乙醇和水的质量比为1:10；反应的温度为65℃，时间为0.5-2h，优选为1h。

18、采用上述进一步的有益效果在于，甲基三甲氧硅烷中的硅氧烷疏水，提高乳液的耐水性；苯基三甲氧基硅烷中的苯基提高相容性；含氟硅氧烷中的氟元素进一步提高疏水性。三者合理配比，得到防水乳液。

19、更进一步，上述步骤(2)中，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；非离子表面活性剂为吐温20；反应溶液、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的质量比为10:(0-3):(0-3)，优选为10:0.5:1。

20、进一步，上述分散剂为聚丙烯酸盐和聚羧酸盐中的至少一种，优选为六氟磷酸钠。

21、进一步，上述增稠剂为羧甲基纤维素、硅酸铝、膨润土、氧化铝、海藻酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇中的至少一种，优选为聚乙烯醇。

22、进一步，上述消泡剂为聚硅氧烷类、苦土、氧化锌和矿物油类中的至少一种，优选为氧化锌。

23、进一步，上述无机填料为高岭土、钛白粉、云母、硅微粉和滑石粉中的至少一种，优选为高岭土。

24、一种硅酸盐防水涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

25、(1)按上述硅酸盐防水涂料的重量份数称取各原料；

26、(2)将无机硅酸盐溶液、防水乳液、硅溶胶、分散剂、增稠剂、消泡剂和无机填料混合均匀，得到混合物；

27、(3)向混合物中加入水，搅拌均匀，得到浆料；

28、(4)将浆料进行研磨，过滤，即得硅酸盐防水涂料。

29、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

30、本发明合成大分子有机氟硅防水乳液，通过保留防水乳液活性硅氧烷，强化其与无机硅酸盐涂料的共价连接，增强材料的成膜行为，结合氟硅疏水性能，使得涂层具有优异的防水性能，在自清洁建筑材料表面涂料领域具有广泛的应用。

技术特征：

1.一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐溶液100份、防水乳液1-30份、硅溶胶10-40份、分散剂0-10份、增稠剂0-30份、消泡剂0-10份、无机填料0-30份和水5-50份。

2.根据权利要求1所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐溶液100份、防水乳液30份、硅溶胶5份、分散剂3份、增稠剂5份、消泡剂2份、无机填料10份和水20份。

3.根据权利要求1或2所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，所述无机硅酸盐溶液为改性硅酸钾溶液。

4.根据权利要求3所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，所述无机硅酸盐溶液的制备方法为：

5.根据权利要求4所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，步骤(1)中，所述低模数硅酸钾和硅溶胶的质量比为1:(0.5-1.5)；所述水浴搅拌的温度为40℃，时间为30min；

6.根据权利要求1或2所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，所述防水乳液为大分子有机氟硅防水乳液，结构式为其中，侧链rf为含氟的1-18个碳原子烷基，摩尔占比为1％-30％，侧链活性甲氧基的摩尔占比为1％-30％。

7.根据权利要求6所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，所述防水乳液的制备方法为：

8.根据权利要求7所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，步骤(1)中，所述甲基三甲氧硅烷、苯基三甲氧基硅烷、含氟硅氧烷和混合溶剂的质量比为(10-30):(10-30):(10-30):(5-60)；所述乙醇和水的质量比为1:10；所述反应的温度为65℃，时间为0.5-2h；

9.根据权利要求1或2所述的一种硅酸盐防水涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸盐和聚羧酸盐中的至少一种；

10.一种硅酸盐防水涂料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种硅酸盐防水涂料，包括以下重量份的原料：无机硅酸盐溶液100份、防水乳液1‑30份、硅溶胶10‑40份、分散剂0‑10份、增稠剂0‑30份、消泡剂0‑10份、无机填料0‑30份和水5‑50份。制备方法，具体包括以下步骤：(1)称取各原料；(2)将无机硅酸盐溶液、防水乳液、硅溶胶、分散剂、增稠剂、消泡剂和无机填料混合均匀；(3)加入水，搅拌均匀；(4)研磨，过滤，即得。本发明合成大分子有机氟硅防水乳液，通过保留防水乳液活性硅氧烷，强化其与无机硅酸盐涂料的共价连接，增强材料的成膜行为，结合氟硅疏水性能，使得涂层具有优异的防水性能，在自清洁建筑材料表面涂料领域具有广泛的应用。技术研发人员：倪云霞,孙复钱,程梓瑶,曾国屏,张军,胡荣俊受保护的技术使用者：江西省科学院应用化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/26