一种水泥憎水剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种水泥憎水剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将高级脂肪酸加热升温至熔化，加入乳化剂A，然后加入碱性化合物水悬浮液，在80～90℃下反应1～4小时，加入乳化剂B，搅拌乳化，得到所述水泥憎水剂；乳化剂A加入量为碱性化合物质量的0.5～5％；乳化剂B的加入量为碱性化合物质量的0.2～3％；高级脂肪酸和碱性化合物的摩尔比为1∶0.5～2。本发明的制备方法，工艺路线简单，原材料易得、成本低廉，不仅具有粒径小，粘度低的优点，而且具有稳定性好，用量少、防水憎水性能优异的优点。尤其在气泡混合轻质混凝土中具有憎水性能优异的同时，克服了现有技术中对气泡混合轻质混凝土消泡的缺点。

权利要求

1.一种水泥憎水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将高级脂肪酸加热升温至熔化，加入乳化剂A，然后加入碱性化合物水悬浮液，在80～90℃下反应1～4小时，形成油包水型乳液；

加入乳化剂B，搅拌乳化1～3小时，得到所述水泥憎水剂；

乳化剂A加入量为碱性化合物质量的0.5～5％；

乳化剂B的加入量为碱性化合物质量的0.2～3％；

高级脂肪酸和碱性化合物的摩尔比为1∶0.5～2；

所说的乳化剂A选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或失水山梨醇硬脂酸酯中的一种；所说的乳化剂B选自聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚或聚氧化乙烯失水山梨醇单油酸酯的一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的高级脂肪酸为C12～C30的饱和或不饱和脂肪酸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的高级脂肪酸选自月桂酸、硬脂酸、三十酸或棕榈酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的碱性化合物选自氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氧化钙、氧化镁或氧化锌的一种；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的碱性化合物水悬浮液中，碱性化合物的质量含量为1～15％。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法制备的水泥憎水剂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑用水泥憎水剂及其制备方法，尤其适用于气泡混合轻质混凝土中的水泥憎水剂。

背景技术

市场上建筑用的抗水、憎水产品品种繁多，有粉状物、膏状物、乳液型，其中因乳液型憎水剂使用方便受到欢迎。
防水、憎水剂一般分为两种类型：一种是非反应型的，混合在水泥砂浆、混凝土、石膏中，其有效成分和无机物仅是惰性的、机械的相互填充，此种类型的防水、憎水剂用量较大，效果不持久；另一种类型是反应型的，即防水、憎水的有效成分与水泥水化产物之间发生了化学反应，形成以化学键结合的界面结构，通过界面增强导致水泥的防水、憎水性能提高，此种类型防水、憎水剂用量较少，效果较明显、持久。
张杰在TECHNOLOGY(2004/7)《防水憎水剂的制作》中用硬脂酸、氢氧化钾、三乙醇胺、柠檬酸、有机硅油、乳化剂制备的防水憎水剂通过内掺和外涂在水泥砂浆、混凝土、石膏中，防水、憎水效果较好，但是该防水憎水剂成本较高，而且用在气泡混合轻质混凝土中具有明显的消泡副作用。

发明内容

本发明的目的在于公开一种水泥憎水剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
将高级脂肪酸加热升温至熔化，加入乳化剂A，然后加入碱性化合物水悬浮液，在80～90℃下反应1～4小时，形成油包水型乳液；
加入乳化剂B，搅拌1～3小时，获得水包油型乳液，即为水泥憎水剂；乳化剂A加入量为碱性化合物质量的0.5～5％；
乳化剂B的加入量为碱性化合物质量的0.2～3％；
高级脂肪酸和碱性化合物的摩尔比为1∶0.5～2。
所说的高级脂肪酸为C12～C30的饱和或不饱和脂肪酸，优选的为月桂酸、硬脂酸、三十酸或棕榈酸中的一种；
所说的碱性化合物选自氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化锌、氧化钙、氧化镁或氧化锌的一种；
所说的碱性化合物水悬浮液中，碱性化合物的质量含量为1～15％；
所说的乳化剂A选自失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或失水山梨醇硬脂酸酯中的一种；
所说的乳化剂B选自聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚或聚氧化乙烯失水山梨醇单油酸酯的一种；
上述方法制备的水泥憎水剂的粘度≤500cps，粒径范围20～200nm.，重量固含量为10～50％。
本发明合成的水泥憎水剂及其制备方法，工艺路线简单，原材料易得、成本低廉，与现有技术相比，本发明不仅具有粒径小，粘度低的优点，而且具有稳定性好，用量少、防水憎水性能优异的优点。尤其在气泡混合轻质混凝土中具有憎水性能优异的同时，克服了现有技术中对气泡混合轻质混凝土消泡的缺点。
具体实施例
实施例1
往带有温度计的四口烧瓶中加入100克月桂酸，升温至85℃，待全部融解后，搅拌下加入0.37克失水山梨醇三油酸酯，然后把74克氢氧化钙加入到1570.68克去离子水中形成悬浮液，然后加入到烧瓶中，保温反应1小时后，加入0.15克乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚，持续搅拌2小时后，降温至常温，所得产品平均粒径20nm，粘度500cps，固含量10％。粒径测试方法：JL-1155型激光粒度分布测试仪；粘度：NDJ-1型粘度计，2#转子60rpm。
实施例2
往带有温度计的四口烧瓶中加入100克硬脂酸，升温至80℃，待全部融解后，搅拌状态下加入0.1克乳化剂失水山梨醇硬脂酸酯，然后把10.2氢氧化镁加入到331克去离子水中，形成悬浮液，加入到烧瓶中，反应2小时后，进一步加入乳化剂聚氧化乙烯失水山梨醇单油酸酯0.1克，保温反应1小时后降温至常温，所得产品平均粒径65nm，粘度250cps，固含量25％。测试方法同实施例1。
实施例3
往带有温度计的四口烧瓶中加入100克三十酸，升温至90℃，待全部融解后，搅拌状态下加入0.54克乳化剂聚醚L81，搅拌，把18克氧化锌加入到277克去离子水加入到烧瓶中，反应3小时，进一步加入乳化剂聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯0.36克，保温反应3小时后降温至室温，所得产品平均粒径120nm，粘度80cps，固含量30％。测试方法同实施例1。
实施例4
往带有温度计的四口烧瓶中加入100克棕榈酸，升温至87℃，待全部融解后，搅拌状态下加入0.98克乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌，把19.6克氧化钙加入到121.17克去离子水加入到烧瓶中，反应4小时，进一步加入壬基酚聚氧乙烯醚0.59克，保温反应2.5小时后降温至室温，所得产品平均粒径180nm，粘度20cps，固含量50％。测试方法同实施例1。
应用实施例
考察本发明产品与对比样在气泡混合轻质混凝土中的抗水性能。对比样按照张杰在TECHNOLOGY(2004/7)《防水憎水剂的制作》中的方法制备。
实验设备：气泡发动器，广东冠生土木新技术有限公司制造。
实验过程描述：水泥砂浆配制、加憎水剂；发泡剂发泡，将泡沫加入到水泥砂浆中搅拌均匀，制作试模，常温条件下养护28天，将28天后的试模放入浸水池浸7天(深1米)，测定吸水率，末浸水的试模测定其他性能。
结果如下表所示：
  憎水剂  编  号   水泥  (克)   自  来  水  (克)   憎  水  剂   汽泡  (克  )   设计  值  (克)   成型  值  (克)   浸水  前  (克)   浸水  后  (克)   吸  水  一   吸  水  二   实施例  -1   455   2600   0.8％   8.9   538   577   558.3   610.7   9.4％   13.5  ％   实施例  -2   455   2600   0.2％   8.9   537   555   534.7   585   9.4％   8.9％   实施例  -3   455   2600   0.5％   8.9   540   576   558   610   9.4％   13.0  ％   实施例  -4   455   2600   0.8％   8.9   543   576   554.3   615   10.9  ％   13.3  ％   对比样   455   2600   0.8％   8.9   545   635   582   716   23％   25％
说明：成型值是指实际成型时的重量即浸水前重量，设计值是指设计的重量；
吸水一＝(浸水后质量-浸水前质量)/浸水前质量×100％
吸水二＝(浸水后质量-设计值质量)/设计值质量×100％
评判标准：吸水一和吸水二都≤15％即为优良产品。
结论：根据以上表格中的数据可以看出，本发明产品吸水值基本都在15％以下，效果好于对比样。