本发明公开了一种复合改性石膏防水剂的制备方法，属于防水剂制备技术领域。
背景技术：
石膏是一种蕴藏丰富的资源，属于气硬性材料，石膏制品防火、隔音性能良好，而且原材料来源广泛、材料生产能耗低、工艺性能好，具有很好的保温隔热和调湿作用，适合做墙体材料，被广泛应用在建筑行业，但是由于石膏制品防水性差，在吸水后强度损失可达70%，其发展和使用在近代受到很大限制，因而耐水石膏的研究一直是国内外颇受重视的课题。
目前，为解决石膏制品受潮后强度降低、易翘曲变形等耐水性差的问题，通常采用以下三种措施：一是在砌块表面涂覆或浸渍憎水物质或涂刷防水涂料；二是在石膏中掺加磨细矿渣或火山灰质材料，提高砌块的软化系数；三是在石膏中掺加水乳型的防水剂，改善砌块的防水性能。第一种方法简单易行，若能严格操作，可以取得较为理想的防水效果，但一旦被涂覆的表面或局部出现缺陷，裸露的石膏在遇到水时会被水溶蚀甚至造成剥落，导致防水性能降低；第二种方法是石膏与活性混合材发生水化反应，生成了水化硫铝酸钙等水化产物，虽然提高了耐水性能，但由于掺加了火山灰质材料，致使砌块的白度降低，影响其装饰效果，并且容易造成砌块后期发生开裂；第三种方法则既能保持石膏砌块的装饰效果，又能达到防水的目的。
石膏防水剂是一种无机不溶性材料，渗透力强，同时兼具有防霉、抗风化、耐酸碱侵蚀等功能，它适用于石膏制品、纤维石膏板、大理石、石灰石等各种吸水率高的天然和人造石材及砖瓦、陶瓷、珍珠岩材料处理，尤其是多孔隙的材料，可在产生表面防水并减少水分吸收。具有可渗透、可吸收，且能够保持基底的自然外表，不改变基材原有色泽和外观的特性。
然而，现有的石膏防水剂使用过程中掺加量大，对石膏的强度会产生不利影响，且合成工艺复杂，固化时间长，防水性、耐候性差。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对现有的石膏防水剂使用过程中掺加量大，对石膏的强度会产生不利影响，且合成工艺复杂，固化时间长，防水性、耐候性差的问题，提供一种复合改性石膏防水剂的制备方法，该方法将含油污泥与酵母浸膏、蛋白胨、琼脂、硫酸铵溶液、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾及硫酸锰混合搅拌制成营养物混合反应，制得发酵物进行发酵，收集表面菌丝与葡萄糖溶液、秋水仙碱混合均匀制得微生物改性液，再将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯、甘油、聚乙烯醇及过硫酸钾放入由氮气保护的反应釜中搅拌反应，然后使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，待搅拌结束出料后收集出料物，将其与微生物改性液混合均匀，进行超声振荡和杀菌消毒后即可得到复合改性石膏防水剂，本发明使用过程中掺量小，对石膏的强度不会产生影响，且工艺简单，固化时间短，防水性、耐候性较强，适应工业化生产需求。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，取30～40份酵母浸膏、18～24份蛋白胨、12～14份琼脂、4～6份2.4mol/L硫酸铵溶液、1.0～1.2份磷酸二氢钾、0.8～1.0份磷酸氢二钾及0.3～0.5份硫酸锰，搅拌均匀，得营养物，按质量比1:1～2，取营养物和含水率为50％的含油污泥，搅拌均匀，得发酵物；
（2）将上述发酵物置于发酵池内，设定温度为30～35℃，发酵3～4天，每3～4h，收集发酵物表面菌丝，发酵结束后，合并所收集的菌丝，按质量比1:26～28，将所收集的菌丝与质量分数为6％葡萄糖溶液混合均匀，再加入菌丝质量0.2～0.3％秋水仙碱，搅拌均匀，静置20～25min，得微生物改性液，备用；
（3）按重量份数计，取12～16份聚乙烯醇、32～36份甲基硅酸醇钠、1～2份松香酸聚氧乙烯酯、6～8份甘油、43～46份去离子水及0.6～0.8份过硫酸钾，首先将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯及甘油放入反应釜中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以130r/min搅拌18～24min，再加入聚乙烯醇及过硫酸钾，继续搅拌4～6min；
（4）在上述搅拌结束后升温至92～98℃，以170r/min搅拌2～3h后，降温至35～38℃，使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，继续搅拌45～50min，随后出料，收集出料物，按质量比8～10:1，将出料物与步骤（2）备用微生物改性液混合均匀，并置于超声振荡器中，在35～38kHz振荡50～60min后进行杀菌消毒，即可得到复合改性石膏防水剂。
本发明的应用方法是：将石膏质量1～3%的防水剂掺入石膏中，另外掺入适量的纤维材料、缓凝剂，经搅拌、成型、烘干等工序制成石膏板，将其切割成长度为2000～3000mm，宽度为800～1200mm，厚度为9～18mm的板材，用粘结剂及钉子将其固定在室内墙面即可。经检测，掺入本发明制得的防水剂制成的石膏板材，防水性，耐候性强，石膏固化时间比原先减少了50～70%，石膏吸水率由原来的50～75%降低到现在的0.5～1%，且能在相对湿度80％以上的潮湿环境中使用，使用年限可达15～20年。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在使用过程中掺加量小，对石膏的强度不会产生不利影响，能显著提高石膏的软化系数，大大降低石膏的吸水率，对石膏制品的成本影响小；
（2）本发明能显著增强石膏的耐水能力，且防水剂本身疏水性强，使用时，固化时间短，可广泛应用于相对湿度80％以上的潮湿环境中。
具体实施方式
首先按重量份数计，取30～40份酵母浸膏、18～24份蛋白胨、12～14份琼脂、4～6份2.4mol/L硫酸铵溶液、1.0～1.2份磷酸二氢钾、0.8～1.0份磷酸氢二钾及0.3～0.5份硫酸锰，搅拌均匀，得营养物，按质量比1:1～2，取营养物和含水率为50％的含油污泥，搅拌均匀，得发酵物；然后将上述发酵物置于发酵池内，设定温度为30～35℃，发酵3～4天，每3～4h，收集发酵物表面菌丝，发酵结束后，合并所收集的菌丝，按质量比1:26～28，将所收集的菌丝与质量分数为6％葡萄糖溶液混合均匀，再加入菌丝质量0.2～0.3％秋水仙碱，搅拌均匀，静置20～25min，得微生物改性液，备用；再按重量份数计，取12～16份聚乙烯醇、32～36份甲基硅酸醇钠、1～2份松香酸聚氧乙烯酯、6～8份甘油、43～46份去离子水及0.6～0.8份过硫酸钾，首先将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯及甘油放入反应釜中，使用氮气保护，设定温度为45～50℃，以130r/min搅拌18～24min，再加入聚乙烯醇及过硫酸钾，继续搅拌4～6min；最后在上述搅拌结束后升温至92～98℃，以170r/min搅拌2～3h后，降温至35～38℃，使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，继续搅拌45～50min，随后出料，收集出料物，按质量比8～10:1，将出料物与上述步骤制得备用的微生物改性液混合均匀，并置于超声振荡器中，在35～38kHz振荡50～60min后进行杀菌消毒，即可得到复合改性石膏防水剂。
实例1
首先按重量份数计，取30份酵母浸膏、18份蛋白胨、12份琼脂、4份2.4mol/L硫酸铵溶液、1.0份磷酸二氢钾、0.8份磷酸氢二钾及0.3份硫酸锰，搅拌均匀，得营养物，按质量比1:1，取营养物和含水率为50％的含油污泥，搅拌均匀，得发酵物；然后将上述发酵物置于发酵池内，设定温度为30℃，发酵3天，每3h，收集发酵物表面菌丝，发酵结束后，合并所收集的菌丝，按质量比1:26，将所收集的菌丝与质量分数为6％葡萄糖溶液混合均匀，再加入菌丝质量0.2～0.3％秋水仙碱，搅拌均匀，静置20min，得微生物改性液，备用；再按重量份数计，取12份聚乙烯醇、32份甲基硅酸醇钠、1份松香酸聚氧乙烯酯、6份甘油、43份去离子水及0.6份过硫酸钾，首先将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯及甘油放入反应釜中，使用氮气保护，设定温度为45℃，以130r/min搅拌18min，再加入聚乙烯醇及过硫酸钾，继续搅拌4min；最后在上述搅拌结束后升温至92℃，以170r/min搅拌2h后，降温至35℃，使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，继续搅拌45～50min，随后出料，收集出料物，按质量比8:1，将出料物与上述步骤制得备用的微生物改性液混合均匀，并置于超声振荡器中，在35kHz振荡50min后进行杀菌消毒，即可得到复合改性石膏防水剂。
本实例操作简便，使用时，将石膏质量1%的防水剂掺入石膏中，另外掺入适量的纤维材料、缓凝剂，经搅拌、成型、烘干等工序制成石膏板，将其切割成长度为2000mm，宽度为800mm，厚度为9mm的板材，用粘结剂及钉子将其固定在室内墙面即可。实例证明，掺入本发明制得的防水剂制成的石膏板材，防水性，耐候性强，石膏固化时间比原先减少了50%，石膏吸水率由原来的50%降低到现在的0.5%，且能在相对湿度80％的潮湿环境中使用，使用年限可达15年。
实例2
首先按重量份数计，取35份酵母浸膏、21份蛋白胨、13份琼脂、5份2.4mol/L硫酸铵溶液、1.1份磷酸二氢钾、0.9份磷酸氢二钾及0.4份硫酸锰，搅拌均匀，得营养物，按质量比1:1.5，取营养物和含水率为50％的含油污泥，搅拌均匀，得发酵物；然后将上述发酵物置于发酵池内，设定温度为33℃，发酵3.5天，每3.5h，收集发酵物表面菌丝，发酵结束后，合并所收集的菌丝，按质量比1:27，将所收集的菌丝与质量分数为6％葡萄糖溶液混合均匀，再加入菌丝质量0.25％秋水仙碱，搅拌均匀，静置23min，得微生物改性液，备用；再按重量份数计，取14份聚乙烯醇、34份甲基硅酸醇钠、1.5份松香酸聚氧乙烯酯、7份甘油、45份去离子水及0.7份过硫酸钾，首先将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯及甘油放入反应釜中，使用氮气保护，设定温度为48℃，以130r/min搅拌21min，再加入聚乙烯醇及过硫酸钾，继续搅拌5min；最后在上述搅拌结束后升温至95℃，以170r/min搅拌2.5h后，降温至37℃，使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，继续搅拌48min，随后出料，收集出料物，按质量比9:1，将出料物与上述步骤制得备用的微生物改性液混合均匀，并置于超声振荡器中，在37kHz振荡55min后进行杀菌消毒，即可得到复合改性石膏防水剂。
本实例操作简便，使用时，将石膏质量2%的防水剂掺入石膏中，另外掺入适量的纤维材料、缓凝剂，经搅拌、成型、烘干等工序制成石膏板，将其切割成长度为2500mm，宽度为1000mm，厚度为14mm的板材，用粘结剂及钉子将其固定在室内墙面即可。实例证明，掺入本发明制得的防水剂制成的石膏板材，防水性，耐候性强，石膏固化时间比原先减少了60%，石膏吸水率由原来的60%降低到现在的0.8%，且能在相对湿度大于85％以上的潮湿环境中使用，使用年限可达15～20年。
实例3
首先按重量份数计，取40份酵母浸膏、24份蛋白胨、14份琼脂、6份2.4mol/L硫酸铵溶液、1.2份磷酸二氢钾、1.0份磷酸氢二钾及0.5份硫酸锰，搅拌均匀，得营养物，按质量比1:2，取营养物和含水率为50％的含油污泥，搅拌均匀，得发酵物；然后将上述发酵物置于发酵池内，设定温度为35℃，发酵4天，每4h，收集发酵物表面菌丝，发酵结束后，合并所收集的菌丝，按质量比1:28，将所收集的菌丝与质量分数为6％葡萄糖溶液混合均匀，再加入菌丝质量0.3％秋水仙碱，搅拌均匀，静置25min，得微生物改性液，备用；再按重量份数计，取16份聚乙烯醇、36份甲基硅酸醇钠、2份松香酸聚氧乙烯酯、8份甘油、46份去离子水及0.8份过硫酸钾，首先将甲基硅酸醇钠、去离子水、松香酸聚氧乙烯酯及甘油放入反应釜中，使用氮气保护，设定温度为50℃，以130r/min搅拌24min，再加入聚乙烯醇及过硫酸钾，继续搅拌6min；最后在上述搅拌结束后升温至98℃，以170r/min搅拌3h后，降温至38℃，使用氟化硅将反应釜中的气体置换出，继续搅拌50min，随后出料，收集出料物，按质量比10:1，将出料物与上述步骤制得备用的微生物改性液混合均匀，并置于超声振荡器中，在38kHz振荡60min后进行杀菌消毒，即可得到复合改性石膏防水剂。
本实例操作简便，使用时，将石膏质量1～3%的防水剂掺入石膏中，另外掺入适量的纤维材料、缓凝剂，经搅拌、成型、烘干等工序制成石膏板，将其切割成长度为3000mm，宽度为1200mm，厚度为18mm的板材，用粘结剂及钉子将其固定在室内墙面即可。实例证明，掺入本发明制得的防水剂制成的石膏板材，防水性，耐候性强，石膏固化时间比原先减少了70%，石膏吸水率由原来的75%降低到现在的1%，且能在相对湿度90％以上的潮湿环境中使用，使用年限可达20年。