本發(fā)明涉及一種建筑用材料，具體涉及一種用于建筑表面的滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑，以及防護(hù)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：建筑表面用有機(jī)硅防護(hù)劑類材料相對(duì)于其他涂膜類防水材料來說具有耐老化性能優(yōu)良、疏水效果明顯、透氣性優(yōu)良等眾多優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑建材、磚瓦、砂漿、瓷磚等基礎(chǔ)材料表面。建筑內(nèi)外墻裝飾材料品種眾多，這些材料以水泥、灰鈣、石膏等作為骨架膠凝其他成分，在多種添加劑共同作用下形成性能各異的功能型材料。這些材料性能各異，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻裝修裝飾、瓷磚鋪貼、填縫、基層混凝土覆蓋等工程中。隨著時(shí)間延長(zhǎng)，裝飾材料存在的問題逐漸顯現(xiàn)：開裂、粉化、滲漏、剝落、變色、泛堿等問題也暴露了材料存在各種問題。研究發(fā)現(xiàn)，以水泥、灰鈣作為凝膠材料常見的問題主要受凍融循環(huán)、酸雨侵蝕、霉菌及微生物破壞影響產(chǎn)生開裂、粉化，而導(dǎo)致這些問題的直接原因是基層為多孔結(jié)構(gòu)，水分容易在表面鋪展并向內(nèi)滲透，受溫度、濕度等影響，水分揮發(fā)過程中帶出內(nèi)部堿及其他成分，造成凝膠材料PH值降低，從而導(dǎo)致后期各種病變發(fā)生。針對(duì)上述各種問題，相應(yīng)的配套材料也隨之產(chǎn)生，一般包括涂膜類防水材料、滲透型防水材料及有機(jī)硅防水材料。涂抹類防水材料施工簡(jiǎn)便，防水效果明顯，但是易改變基層外觀，耐久性不良；一般的滲透型防水材料不改變基層顏色，但是其滲透、密封效果受基層影響明顯，效果難以保證。有機(jī)硅材料更多應(yīng)用于裝飾材料、磚體表面、砌體表面及古建文物磚質(zhì)材料表面，使用這類材料具有不改變外觀、憎水效果明顯，具有其他材料難以比擬的優(yōu)勢(shì)。例如，中國(guó)發(fā)明專利CN101734945A公開了一種滲透型有機(jī)硅納米防水防護(hù)劑，其含有納米二氧化硅0.1%-1%、納米氧化鋅0.1-1%、烷基烷氧基有機(jī)硅40%-50%和有機(jī)溶劑40%-50%。其中，納米二氧化硅和納米氧化鋅經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性而變成疏水性，通過納米粒水填塞混凝土中的毛細(xì)孔，阻止水的滲入。但是該方案采用大量的有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境不友好。而對(duì)于水性防護(hù)劑的研究，一般應(yīng)用在建筑外墻及各類基材表面有較好的憎水效果，但是對(duì)于制品的滲透性能鮮有涉及。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種建筑表面用滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑，采用水性基質(zhì)，通過配比的調(diào)整，使其在具備較好的憎水性的同時(shí)，能夠快速滲透至礦物材料內(nèi)部1mm～10mm，形成具有疏水、透氣防護(hù)層，以達(dá)到永久防護(hù)效果，從而應(yīng)用于各類石膏、砂漿、磚瓦、砌體等礦物材料表面，實(shí)現(xiàn)建筑防護(hù)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備上述防護(hù)劑的方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的總體思路是：以烷氧基硅烷作為主要原料，納米二氧化硅作為改性增強(qiáng)劑，聚硅氧烷作為疏水鏈接劑，聚醚改性硅油作為滲透增強(qiáng)劑，在表面活性劑及穩(wěn)定劑作用下，機(jī)械分散形成穩(wěn)定的有效成分含量介于20%～80%之間白色乳狀液。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種建筑表面用滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由如下組分構(gòu)成：烷氧基硅烷30.0～45.0份聚硅氧烷10.0～15.0份納米二氧化硅2.0～5.0份滲透增強(qiáng)劑0.5～1.0份表面活性劑3.0～6.0份穩(wěn)定劑1.0～2.0份去離子水20.0～45.0份所述烷氧基硅烷的結(jié)構(gòu)式為：CnSi(OCmH2m+1)3，其中：n：3～18；m：1～3；所述聚硅氧烷為線性聚硅氧烷或支鏈型聚硅氧烷，黏度范圍為30cps～5000cps；所述納米二氧化硅為疏水性納米二氧化硅；所述滲透增強(qiáng)劑為聚醚改性硅油；所述表面活性劑為親水親油平衡加權(quán)平均值介于11～14的單一或多種表面活性劑組合；所述穩(wěn)定劑為聚乙烯醇。優(yōu)選的技術(shù)方案，所述烷氧基硅烷選自丁基硅氧烷、辛基硅氧烷、十二烷基硅氧烷、十八烷基硅氧烷中的一種或多種的混合物。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述烷氧基硅烷選自正丁基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、異辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一種或多種的混合物。上述技術(shù)方案中，所述聚硅氧烷選自二甲基硅油、氨基硅油、羥基硅油、含氫硅油中的一種或多種的混合物。優(yōu)選含氮值0.1%～1.0%的氨基硅油、含羥值1.0%～10.0%的羥基硅油、含氫值0.1%～1.0%的含氫硅油中的一種或多種混合物。所述納米二氧化硅優(yōu)選PH為7的硅溶膠。上述技術(shù)方案中，所述的聚醚改性硅油為粘度范圍20cps～100cps的水溶性聚醚改性硅油。表面活性劑的親水親油平衡值（HLB）加權(quán)平均數(shù)可通過表面活性劑的HLB采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算方法計(jì)算得到。例如表面活性劑由A、B、C三種表面活性劑組成，那么表面活性劑的HLB加權(quán)平均數(shù)（HLB平均）為：HLB平均=HLBA×WA+HLBB×WB+HLBC×WC/(WA+WB+WC)其中WA、WB、WC分別為A、B、C三種表面活性劑的質(zhì)量，HLBA、HLBB、HLBC分別為A、B、C三種表面活性劑的親水親油平衡值。本發(fā)明選用HLB值11～14的表面活性劑，配制的乳液穩(wěn)定、不分層。表面活性劑可以是烷基醇聚氧乙烯醚（平平加O）系列、烷基酚聚氧乙烯醚（OP）系列、失水山梨糖醇脂肪酸酯（SP）系列、脂肪酸聚氧乙烯醚（SG）系列、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者一種以上混合物。優(yōu)選烷基醇聚氧乙烯醚平平加、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚中的一種或者一種以上混合物作為表面活性劑。上述技術(shù)方案中，所述聚乙烯醇的聚合度為1650～1750，醇解度為86～90%。上述建筑表面用滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑的制備方法，包括以下步驟：（1）將上述穩(wěn)定劑、表面活性劑加入到去離子水中，混合均勻得到A溶液；（2）將上述的聚硅氧烷、納米二氧化硅、滲透增強(qiáng)劑加入到烷氧基硅烷中，混合均勻得到B溶液；（3）在高速分散條件下，將A溶液滴加入B溶液中；滴加過程中保持高速分散，滴加完畢后，形成白色乳狀液體。上述技術(shù)方案中，步驟（3）中高速分散時(shí)A溶液的分散轉(zhuǎn)速為2000rpm，A溶液的滴加速度為5～15g/min?kg。硅烷是一種性能優(yōu)異的滲透型浸漬劑，具有小分子結(jié)構(gòu)，在礦物表面刷涂或噴涂后能夠深層滲透并形成聚硅氧烷互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過牢固的化學(xué)鍵合反應(yīng)，賦予礦物材料表面的微觀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的疏水性，并保持呼吸透氣功能，大大降低了水和其他成分的侵害，延長(zhǎng)礦物基材使用年限。本發(fā)明選用聚硅氧烷作為疏水鏈接劑，添加疏水鏈接劑的作用是確保烷氧基硅烷水解過程中部分烷氧基接支到聚硅氧烷主鏈結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化烷氧基硅烷形成的疏水層，強(qiáng)化疏水效果。本發(fā)明選用納米二氧化硅溶膠作為改性增強(qiáng)劑，納米二氧化硅無毒、無味、無污染，顆粒尺寸小，比表面積大，表面存在大量不飽和鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基，加入到眾多的多孔材料里，會(huì)使原有材料憎水性能有非常明顯的變化。納米二氧化硅具有補(bǔ)強(qiáng)作用，對(duì)于一些古建中應(yīng)用的多孔磚質(zhì)和石材基材具有一定的補(bǔ)強(qiáng)效果。本發(fā)明同時(shí)選用聚醚改性硅油作為滲透增強(qiáng)劑，主要與聚醚改性硅油結(jié)構(gòu)有關(guān)。本發(fā)明選用的聚醚改性硅油為水溶性低分子量改性硅油，0.1%的聚醚改性硅油水溶液可有效降低水的表面張力至21～22mN/m。添加一定量的聚醚改性硅油，可以確保有機(jī)硅乳液乳狀液及其稀釋液的表面張力低至30mN/m以下，增加其滲入速度，確保滲透深度。運(yùn)用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)勢(shì)：1、本發(fā)明以烷氧基硅烷作為主要原料，含氟硅烷作為改性增強(qiáng)劑，聚硅氧烷作為疏水鏈接劑，聚醚改性硅油作為滲透增強(qiáng)劑，在表面活性劑及穩(wěn)定劑作用下，機(jī)械分散形成穩(wěn)定的白色乳狀液，這種白色乳狀液原液或稀釋1～10倍噴涂、刷涂于礦物、砂漿磚石材料表面，可快速滲透至內(nèi)部1～10mm，形成具有疏水、透氣防護(hù)層，不改變基層外觀并達(dá)到永久防水效果。2、制品更加環(huán)保。本發(fā)明在制備過程中不添加任何稀釋劑及有機(jī)溶劑，產(chǎn)品在施工及后期使用過程中釋放水分及小分子醇類，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有以苯、醋酸酯類作為稀釋劑的防護(hù)劑。3、保持基層“呼吸”通暢。本發(fā)明選用的各類材料水解后形成以聚硅氧烷貫穿的氟硅烷改性硅烷結(jié)構(gòu)，水解固化過程中不會(huì)形成致密的交聯(lián)膜，不影響內(nèi)部濕氣與外界交換，確保內(nèi)部干燥，改善現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明中以丙烯酸樹脂作為表面氣密材料，延長(zhǎng)基層使用期限。4、滲透性能更佳。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明研制的滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑產(chǎn)品，在各類基材表面滲透深度1～10mm，遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)前普通防水劑的滲透0～1mm滲透深度，同時(shí)，具有一定的補(bǔ)強(qiáng)效果，取得了意想不到的技術(shù)效果。具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：表1實(shí)施例中有機(jī)硅乳液的原料組成質(zhì)量百分比制備方法：根據(jù)表1的原料比例，首先將穩(wěn)定劑、表面活性劑加入到水中，混合均勻得到A溶液；然后將聚硅氧烷、納米二氧化硅、滲透增強(qiáng)劑加入到烷氧基硅烷中，混合均勻得到B溶液；在高速分散條件下，將A溶液滴加入B溶液中；滴加過程中保持高速分散，高速分散時(shí)A溶液的分散轉(zhuǎn)速為2000rpm，A溶液的滴加速度為5～15g/min?kg，滴加完畢后，形成性能穩(wěn)定的白色乳狀液體，即為滲透型有機(jī)硅防護(hù)劑原液。將上述乳液涂刷在粉煤灰砌體、95青磚和C30混凝土表面，涂刷用量在每平方300g，按JG/T337-2011《混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)用滲透型涂料》中的測(cè)試方法測(cè)試有機(jī)硅防護(hù)劑的滲透深度、吸水量比、紫外老化吸水量比，結(jié)果見表2、表3和表4：表2涂刷在粉煤灰砌體性能表征測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三稀釋比例(原液︰水)1︰101︰101:10滲透深度/mm5.17.510.1吸水量比/%5.95.14.8吸水量比（紫外線1000h老化）/%6.26.05.1吸水量比（耐堿處理后）/%6.97.65.4表3涂刷在95青磚性能表征測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三稀釋比例(原液︰水)1︰51︰51︰5滲透深度/mm2.63.35.7吸水量比/%11.810.49.6吸水量比（紫外線1000h老化）/%12.511.611.0吸水量比（耐堿處理后）/%12.312.011.0表4涂刷在C30混凝土性能表征測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三稀釋比例(原液︰水)1︰01︰01:0滲透深度/mm3.54.76.8吸水量比/%9.68.76.4吸水量比（紫外線1000h老化）/%10.28.97.8吸水量比（耐堿處理后）/%11.610.89.3當(dāng)前第1頁1 2 3