本发明属于防水剂技术领域，具体涉及一种新型防水剂及其制备方法。
背景技术：
传统的建筑石膏防水剂如石蜡乳液、苯丙乳液等虽然均可改善石膏的防水性能，但使用过程中掺加量大，对石膏的强度会产生不利影响，而有机硅建筑防水剂对石膏的强度影响小，但有机硅系防水剂中价格相对低廉的甲基硅醇盐大量溶于水，与基材结合能力不强，极易随着石膏制品生产过程中的大量水分而流失，进而造成其对改善石膏防水性能的下降。因此，现有建筑石膏用防水剂存在使用时掺加量大、对石膏强度影响大、防水性能差的缺陷。
技术实现要素：
本发明提供了一种新型防水剂及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述新型防水剂使用时掺加量小、防水效果好、不影响石膏强度，并且具有抗菌能力，寿命长，使用范围广。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒10～20份、有机硅聚合物13～22份、改性膨润土12～17份、丙烯酸苯丙乳液15～25份、甲基丙烯酸甲酯7～13份、重铬酸钾3～8份、硬脂酸盐5～10份、纤维素2～3份、磷酸三丁酯1～2份、三乙醇胺0.4～0.8份、滑石粉2～3份、渗透剂0.6～1.2份、消泡剂0.3～0.5份、分散剂1.1～1.8份、纳米无机抗菌剂2～3份、去离子水25～35份。
优选的，所述的新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒13～18份、有机硅聚合物15～20份、改性膨润土13～16份、丙烯酸苯丙乳液18～22份、甲基丙烯酸甲酯9～12份、重铬酸钾4～7份、硬脂酸盐6～9份、纤维素2.3～2.8份、磷酸三丁酯1.2～1.7份、三乙醇胺0.5～0.7份、滑石粉2.3～2.7份、渗透剂0.8～1.1份、消泡剂0.4～0.5份、分散剂1.3～1.6份、纳米无机抗菌剂2.2～2.8份、去离子水28～32份。
优选的，所述的新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒15份、有机硅聚合物17份、改性膨润土15份、丙烯酸苯丙乳液20份、甲基丙烯酸甲酯10份、重铬酸钾6份、硬脂酸盐8份、纤维素2.5份、磷酸三丁酯1.4份、三乙醇胺0.6份、滑石粉2.5份、渗透剂0.9份、消泡剂0.4份、分散剂1.5份、纳米无机抗菌剂2.4份、去离子水30份。
优选的，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、10～15%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为10～15%氢氧化钠溶液浸泡3～4h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在42～48℃温度下烘干至含水量3～5%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
优选的，所述硬脂酸盐类是硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸铝中的一种或几种的混合物。
优选的，所述有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷或有机硅氧烷中的一种或几种。
优选的，所述渗透剂为硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠中的任一种。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌20～30分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至80～90℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌1～2小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌0.5～1小时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散20～30分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
优选的，所述步骤（4）中高速分散的速度为1700～2300r/min。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的新型防水剂使用时掺加量小、防水效果好、不影响石膏强度，并且具有抗菌能力，寿命长，使用范围广，具体如下：
（1）本发明所述的新型防水剂采用有机硅聚合物作为憎水材料，同时采用膨润土多孔高纯硅质材料对有机硅聚合物进行吸附，由于这些硅质材料与有机硅聚合物几乎不发生反应，在保证有机硅聚合物活性的前提下，使得有机硅聚合物在硅质材料的孔隙中能得到良好的分散和贮存，当这种防水剂加入到石膏材料时，有机硅聚合物会从硅质材料的孔隙中渗透出来，与石膏材料发生反应，生成具有防水作用的有机硅网络，使石膏基材具有很好的憎水性，防水效果好；
（2）本发明所述的新型防水剂还添加一定量的滑石粉，有助于平衡硅质材料对石膏强度的影响；
（3）本发明搜书的新型防水剂还添加了纳米无机抗菌剂，显著提高了防水剂的抗菌性能，延长其使用寿命，扩大其使用范围。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒10份、有机硅聚合物13份、改性膨润土12份、丙烯酸苯丙乳液15份、甲基丙烯酸甲酯7份、重铬酸钾3份、硬脂酸盐5份、纤维素2份、磷酸三丁酯1份、三乙醇胺0.4份、滑石粉2份、渗透剂0.6份、消泡剂0.3份、分散剂1.1份、纳米无机抗菌剂2份、去离子水25份。
其中，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、10%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为10%氢氧化钠溶液浸泡3h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在42℃温度下烘干至含水量3%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
其中，所述硬脂酸盐类是硬脂酸镁。
其中，所述有机硅聚合物为甲基硅酸盐。
其中，所述渗透剂为硫酸化蓖麻油。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌20分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至80℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌1小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌0.5小时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散20分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
其中，所述步骤（4）中高速分散的速度为1700r/min。
实施例2
本实施例涉及一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒20份、有机硅聚合物22份、改性膨润土17份、丙烯酸苯丙乳液25份、甲基丙烯酸甲酯13份、重铬酸钾8份、硬脂酸盐10份、纤维素3份、磷酸三丁酯2份、三乙醇胺0.8份、滑石粉3份、渗透剂1.2份、消泡剂0.5份、分散剂1.8份、纳米无机抗菌剂3份、去离子水35份。
其中，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、15%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为15%氢氧化钠溶液浸泡4h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在48℃温度下烘干至含水量5%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
其中，所述硬脂酸盐类是硬脂酸钙。
其中，所述有机硅聚合物为有机硅烷。
其中，所述渗透剂为烷基磺酸钠。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌30分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至90℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌2小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌1小时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散30分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
其中，所述步骤（4）中高速分散的速度为2300r/min。
实施例3
本实施例涉及一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒13份、有机硅聚合物15份、改性膨润土13份、丙烯酸苯丙乳液18份、甲基丙烯酸甲酯9份、重铬酸钾4份、硬脂酸盐6份、纤维素2.8份、磷酸三丁酯1.7份、三乙醇胺0.5份、滑石粉2.3份、渗透剂0.8份、消泡剂0.4份、分散剂1.3份、纳米无机抗菌剂2.2份、去离子水28份。
其中，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、11%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为11%氢氧化钠溶液浸泡3.2h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在43℃温度下烘干至含水量4%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
其中，所述硬脂酸盐类是硬脂酸锌、硬脂酸铝的混合物。
其中，所述有机硅聚合物为有机硅氧烷。
其中，所述渗透剂为仲烷基磺酸钠。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌22分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至82℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌1.3小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌0.6小时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散23分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
其中，所述步骤（4）中高速分散的速度为1800r/min。
实施例4
本实施例涉及一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒18份、有机硅聚合物20份、改性膨润土16份、丙烯酸苯丙乳液22份、甲基丙烯酸甲酯12份、重铬酸钾7份、硬脂酸盐9份、纤维素2.8份、磷酸三丁酯1.7份、三乙醇胺0.7份、滑石粉2.7份、渗透剂1.1份、消泡剂0.5份、分散剂1.6份、纳米无机抗菌剂2.8份、去离子水32份。
其中，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、12%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为12%氢氧化钠溶液浸泡3.5h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在45℃温度下烘干至含水量4%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
其中，所述硬脂酸盐类是硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌的混合物。
其中，所述有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷的混合物。
其中，所述渗透剂为烷基硫酸酯钠。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌25分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至85℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌1.5小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌0.7小时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散25分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
其中，所述步骤（4）中高速分散的速度为2000r/min。
实施例5
本实施例涉及一种新型防水剂，包括如下重量份的原料：皂粒15份、有机硅聚合物17份、改性膨润土15份、丙烯酸苯丙乳液20份、甲基丙烯酸甲酯10份、重铬酸钾6份、硬脂酸盐8份、纤维素2.5份、磷酸三丁酯1.4份、三乙醇胺0.6份、滑石粉2.5份、渗透剂0.9份、消泡剂0.4份、分散剂1.5份、纳米无机抗菌剂2.4份、去离子水30份。
其中，所述改性膨润土的制备方法如下：
（1）准备以下按重量份数计的原料：膨润土40份、14%氢氧化钠溶液50份、松香粉5份、羧甲基纤维素3份；
（2）将所述膨润土放入体积浓度为14%氢氧化钠溶液浸泡3.8h后，再调节ph至中性；
（3）取出上述处理后的膨润土，在46℃温度下烘干至含水量4%，后立即加入松香粉混合均匀；
（4）最后加入羧甲基纤维素混合均匀，将物料研磨成8.0～10.0μm粉末，得到改性膨润土。
其中，所述硬脂酸盐类是硬脂酸镁、硬脂酸铝的混合物。
其中，所述有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷、有机硅氧烷的混合物。
其中，所述渗透剂为仲烷基磺酸钠。
一种制备所述新型防水剂的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取皂粒、有机硅聚合物、改性膨润土、丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾、硬脂酸盐、纤维素、磷酸三丁酯、三乙醇胺、滑石粉、渗透剂、消泡剂、分散剂、纳米无机抗菌剂，备用；
（2）将消泡剂和分散剂溶于去离子水中，加入丙烯酸苯丙乳液、甲基丙烯酸甲酯、重铬酸钾及磷酸三丁酯，置于高混机中搅拌28分钟，得混合液a；
（3）将步骤（2）得到的混合液a中加热至87℃，加入皂粒和有机硅聚合物，抽真空保温搅拌1.8小时，加入硬脂酸盐、纤维素及三乙醇胺，保温搅拌0.9时，得混合液b；
（4）将混合液b冷却至常温，加入改性膨润土和滑石粉，高速分散28分钟，再加入纳米无机抗菌剂和渗透剂，搅拌混合均匀，即得所述新型防水剂。
其中，所述步骤（4）中高速分散的速度为2200r/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。