一种水利工程施工用防水涂料及其制备方法与流程

本技术涉及水利工程，尤其是涉及一种水利工程施工用防水涂料及其制备方法。

背景技术：

1、涂料又称油漆，指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。防水涂料是在常温下呈无固定形状的粘稠液态高分子合成材料，经涂布后，通过溶剂的挥发或水分的蒸发或反应固化后在基层面上形成坚韧的防水膜的材料的总称。

2、而水利工程建筑物大都为混凝土材质，混凝土是一种多孔物质，表面存在毛细孔和微裂纹，因此当水利工程建筑物遇到水时，水会渗透水利工程建筑物的内部，使得水利工程建筑物受到损坏，从而使得水利工程建筑物的使用寿命下降，故有待改善。

技术实现思路

1、为了提高水利工程建筑物的使用寿命，本技术提供一种水利工程施工用防水涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种水利工程施工用防水涂料，采用如下的技术方案：一种水利工程施工用防水涂料，包括以下质量百分比的组分：环氧树脂40-46％、填料18-24％、乙二胺2-5％、聚醚硅氧烷0.3-1.3％、有机硅0.4-0.8％、水0.2-0.5％、水0.2-0.5％、其余由甲苯填充至100％；所述填料包括膨润土和高岭土。

3、通过采用上述技术方案，以膨润土和高岭土作为填料生产得到的防水涂料作用于水利工程施工过程中时，使得水利工程施工过程中的建筑物具有优良的防水效果，实际使用效果好，具体的方案分析如下：

4、采用环氧树脂作为防水涂料的主要组成部分，环氧树脂固化后会形成一种致密的膜层，使得水利工程建筑物表面形成一层薄膜，从而有效地减少水分渗透，起到保护水利工程建筑物结构的目的，进而延长了水利工程建筑物的使用寿命。

5、但是环氧树脂具有高交联密度，易使得涂层中往往会产生孔洞和微裂纹等缺陷，给水和腐蚀性介质提供了渗透路径，从而降低了涂层的防水效果和防腐蚀效果。

6、而高岭土具有极小的颗粒和粘性，当高岭土添加于涂层中时，可以通过自身细密性填补涂层中缺陷和孔洞，使得涂层的致密性提高，达到阻隔水和腐蚀介质渗透的作用，不仅提高涂层的防水性，还能延缓腐蚀的发生，提高涂层的防腐蚀性能。

7、且高岭土是由一片硅氧四面体和一片铝氧八面体构成的晶层，由于这种晶体构造，高岭土的离子交换容量小，水分子或其他离子不易进入晶层内部，使得高岭土具有优异的防水作用。

8、此外，膨润土是一种层状的硅酸盐，其主要成分是蒙脱石，膨润土吸收适量的水后在限定的空间内膨胀形成凝砬体，从而阻止了水的渗透；同时在膨胀压的作用下，粘稠的凝胶体会进入水利工程建筑物的裂缝中，起到密封防水的作用。

9、且高岭土和膨润土之间存在协同配合作用，对于水利工程建筑物的防水效果具有一加一大于二的积极作用。

10、作为优选，所述膨润土和高岭土质量比为1:(1.35-1.41)。

11、通过采用上述技术方案，将膨润土和高岭土的质量比控制在上述范围内，可以有效提高涂料的防水性能和防腐蚀性能。

12、作为优选，所述膨润土为改性膨润土，所述改性膨润土的制备方法包括如下步骤：将膨润土、交联剂、碳酸钠添加于去离子水中，搅拌均匀后，再加入丙烯酸发生反应，待反应结束后，将反应后的物质放入恒温水浴中，并加入引发剂发生反应，待反应结束后，经离心、洗涤、烘干后制得改性膨润土。

13、通过采用上述技术方案，膨润土、碳酸钠和丙烯酸在交联剂、引发剂作用下聚合由线性链变为立体的网状链结构的聚丙烯酸钠，而聚丙烯酸钠上含有具有亲水性基团的羧酸根和羟基，因此通过聚丙烯酸钠对膨润土进行改性时，网状的聚丙烯酸钠网缚着膨润土颗粒，又因丙烯酸的负电性使得原本带负电的膨润土片层发生了重新排列，膨润土的层状结构变为了立体腔室结构，立体腔室结构使得膨润土的比表面积大大增加，从而有效提高膨润土的吸水膨胀性能，进而提高了膨润土作为填料添加于防水涂料中的防水作用。

14、作为优选，所述丙烯酸和膨润土的质量比1:(6.3-6.9)。

15、通过采用上述技术方案，将膨润土和丙烯酸的质量比控制在上述范围内，可以有效提高膨润土作为填料添加于防水涂料中的防水作用。

16、作为优选，所述交联剂为n-n’亚甲基双丙烯酰胺，所述引发剂为过硫酸钾。

17、通过采用上述技术方案，n-n’亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂，使得让线性聚合的丙烯酸支链化成立体网状结构，从而对膨润土进行固定；过硫酸钾作为引发剂，引发丙烯酸单体聚合形成聚丙烯酸。

18、作为优选，所述高岭土为改性高岭土，所述改性高岭土的制备方法包括如下步骤：

19、s1、将高岭土添加于乙醇水溶液中，搅拌均匀后加入硅烷偶联剂，油浴加热反应后，依次进行冷却、过滤、清洗、干燥，制得初级改性高岭土；

20、s2、将初级改性高岭土添加于去离子水中，超声分散后，再加入氢氧化钠，直至溶液的ph为12，再加入正硅酸四乙酯，油浴加热反应后，依次进行冷却、过滤、清洗、干燥，制得改性高岭土。

21、通过采用上述技术方案，由于高岭土具有较强的静电吸附作用，且高岭土二维片状结构，易使得片层之间发生团聚，使得高岭土的分散性下降，从而导致高岭土在环氧树脂中容易发生团聚，因此通过硅烷偶联剂对高岭土进行改性，硅烷偶联剂上的氨基集团取代高岭土内部的部分亲水性羟基，不仅提高高岭土的分散性，而且提高高岭土的疏水性。

22、另外，正硅酸四乙酯反应后形成二氧化硅，二氧化硅覆盖在高岭土表面，使得高岭土表面微孔减少，致密性提高，从而提高高岭土作为填料添加于防水涂料中的防水作用。

23、作为优选，所述高岭土、硅烷偶联剂、正硅酸四乙酯的质量比为1:(0.79-0.83):(1.42-1.48)。

24、通过采用上述技术方案，将高岭土、硅烷偶联剂、正硅酸四乙酯的质量比控制在上述范围内，可以有效提高高岭土作为填料添加于防水涂料中的防水作用。

25、作为优选，所述硅烷偶联剂为kh-550。

26、作为优选，还包括聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺占涂料总质量的0.6-1.2％。

27、通过采用上述技术方案，膨润土是具有层状结构的铝硅酸盐，由于膨润土层间具有较弱的阳离子静电引力作用，从而使得膨润土具有层间阳离子的可交换性和在极性介质中的可膨胀性，因此膨润土层间可吸附水分，但吸附水分的较少；而聚丙烯酰胺为极性分子，且具有超强的吸水性能，但其表面规整致密，吸水速率较慢。因此，将膨润土与聚丙烯酞胺复合，吸水能力较强的聚丙烯酰胺进入膨润土层间发生插层反应，使得膨润土的层间距变大，层间水容量增加，从而有效提高了膨润土吸水性能增强，进而进一步提高了膨润土作为填料添加于防水涂料中的防水作用。

28、另外，聚丙烯酰胺能够提高高岭土在涂料中分散作用，减小了高岭土在涂料中的团聚，从而有效提高了涂料的防水性和防腐蚀性。

29、第二方面，本技术提供的如第一方面的一种水利工程施工用防水涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

30、作为优选，一种水利工程施工用防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

31、将环氧树脂、填料、乙二胺、聚醚硅氧烷、有机硅、水、甲苯混合后，搅拌均匀，制得防水涂料。

32、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

33、1、环氧树脂固化后在水利工程建筑物表面形成一层薄膜，从而有效地减少水分渗透；高岭土可以通过自身细密性填补涂层中缺陷和孔洞，使得涂层的致密性提高，达到阻隔水和腐蚀介质渗透的作用，且高岭土具有优异的防水作用；膨润土吸收适量的水后在限定的空间内膨胀形成凝砬体，从而阻止了水的渗透；同时在膨胀压的作用下，粘稠的凝胶体会进入水利工程建筑物的裂缝中，起到密封防水的作用；且高岭土和膨润土之间存在协同配合作用，对于水利工程建筑物的防水效果具有一加一大于二的积极作用，从而延长了水利工程建筑物的使用寿命。

34、2、硅烷偶联剂对高岭土进行改性，硅烷偶联剂上的氨基集团取代高岭土内部的部分亲水性羟基，不仅提高高岭土的分散性，而且提高高岭土的疏水性；正硅酸四乙酯反应后形成二氧化硅，二氧化硅覆盖在高岭土表面，使得高岭土表面微孔减少，致密性提高，从而提高高岭土作为填料添加于防水涂料中的防水作用