本发明公开了一种耐候型水泥基防水涂料的制备方法，属于防水涂料制备技术领域。
背景技术：
防水涂料是指涂料形成的涂膜能够防止雨水或地下水渗漏的一种涂料。防水涂料是一种建筑防水材料，广泛应用于屋面、地下室、厕浴间和外墙等的防水。防水涂料一般是由沥青、合成高分子与水泥或以无机复合材料等为主要成膜物资，掺入适量的养料、助剂、溶剂等加工制成的溶剂型、水乳型或反应型的，在常温下呈无固定形状的粘稠状液态或可液化之固体粉末状态的高分子合成材料。防水涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护作用。防水涂料有良好的温度适应性，操作简便，易于维修与维护。市场上的防水材料有两大类：一是聚氨酯类防水涂料，这类材料一般是由聚氨脂与煤焦油作为原材料制成，它所挥发的焦油气毒性大，且不容易清除，因此于2000年在中国被禁止使用，尚在销售的聚氨脂防水涂料，是用沥青代替煤焦油作为原料，但在使用这种涂料时，一般采用含有甲苯、二甲苯等有机溶剂来稀释，因而也含有毒性；另一类为聚合物水泥基防水涂料，它由多种水性聚合物合成的乳液与掺有各种添加剂的优质水泥组成，聚合物（树脂）的柔性与水泥的刚性结为一体，使得它在抗渗性与稳定性方面表现优异，它的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。因此，聚合物水泥基已经成为防水涂料市场的主角。但目前使用的防水涂料在时间较短内易出现渗漏的性能，材料表面脱离，耐候性差且不能直接暴露于太阳光下，使用寿命短，满足不了防水功能要求的质量指标。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统防水涂料在制备和使用过程中出现的，耐候性差，在恶劣环境下，易与材料表面脱离，导致防水性能急剧下降甚至失效的问题，提供了一种耐候型水泥基防水涂料的制备方法，本发明首先采用沥青和废旧轮胎胶粉共混改性硅酸盐水泥，再利用甲基三甲氧基硅烷于酸性条件下水解，再在碱性条件下聚合，经过滤干燥研磨后生成聚合物微球，最后将改性硅酸盐水泥与聚合物微球粉末添加至防水涂料中，并添加柠檬酸钠和多巴胺盐酸盐等，经搅拌混合得到耐候型水泥基防水涂料。本发明利用聚合物微球在固化过程中与表面混凝土结合形成类似于荷叶表面的疏水结构，同时利用多巴胺等络合混凝土中钙离子，扩散到混凝土孔隙中，与未水化的水泥反应形成沉淀，堵塞混凝土孔隙，达到进一步防水效果，与混凝土结合力强，在恶劣室外环境条件下具备长效防水效果，抗渗压力提高了3倍以上，可大规模推广使用。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取40～60g沥青，倒入铁锅中，加热升温至180～200℃，用玻璃棒搅拌直至沥青完全熔融，再依次加入4～5mL糠醛，10～20g废旧轮胎胶粉，用玻璃棒继续搅拌混合15～20min，再采用剪切乳化搅拌机，以4600～4800r/min转速剪切45～60min，再加入200～300g硅酸盐水泥，随后以5000～5200r/min转速继续剪切2～4h，待自然冷却固化后，将铁锅中物料转入粉碎机，粉碎后过80～120目筛，得改性硅酸盐水泥粉末，备用；
（2）依次量取20～40mL甲基三甲氧基硅烷，140～160mL去离子水，加入三口烧瓶中，滴加质量分数为8～10%盐酸，调节pH至2.2～2.6，再将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min条件下，恒温搅拌反应3～5h；
（3）待反应结束，调节温度至55～60℃，搅拌转速至400～600r/min，在恒温搅拌状态下，滴加质量分数为10～15%氨水，调节pH至10.5～10.8，随后继续恒温搅拌反应2～4h，趁热抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将所得滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼置于研钵中，研磨10～15min，得聚合物微球粉末；
（4）按重量份数计，在混料机中依次加入60～65份硅酸盐水泥，20～30份石英砂，3～5份氢氧化钙，2～4份木质素磺酸钠，15～20份步骤（1）备用改性硅酸盐水泥粉末，10～15份上述所得聚合物微球粉末，3～5份十二烷基苯磺酸钠，4～6份柠檬酸钠，8～10份多巴胺盐酸盐，200～220份去离子水，于温度为60～65℃，转速为1200～1400r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，即得耐候型水泥基防水涂料。
本发明的应用方法：经人工将需要做防水的混凝土表面打磨平整，再用清水冲洗3～5次，除去表面污物，利用毛刷蘸取本发明所得耐候型水泥基防水涂料，涂抹于混凝土表面，控制涂刷厚度为1.0～1.2mm，待涂刷结束，室温固化8～12h，再覆盖塑料薄膜，养护2～4天，即可。经检测，混凝土抗渗压力较使用常规防水材料提高了3～5倍，使用寿命延长了6～8年，在使用过程中，未出现渗漏。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所得防水涂料防水性能良好，涂刷1.0～1.2mm厚度，可使抗渗压力提高3倍以上，且在有水条件下，防水材料可渗透进入水泥内部，形成结晶，能自行愈合裂缝；
（2）本发明所得防水涂料无毒无污染，生产和施工工艺简单，耐候型强，环境适应性强，适合于大面积复杂表面混凝土工程，在地下工程、水利工程、功率桥梁、蓄水池、建筑屋面等工程防水中，具有良好的应用前景。
具体实施方式
称取40～60g沥青，倒入铁锅中，加热升温至180～200℃，用玻璃棒搅拌直至沥青完全熔融，再依次加入4～5mL糠醛，10～20g废旧轮胎胶粉，用玻璃棒继续搅拌混合15～20min，再采用剪切乳化搅拌机，以4600～4800r/min转速剪切45～60min，再加入200～300g硅酸盐水泥，随后以5000～5200r/min转速继续剪切2～4h，待自然冷却固化后，将铁锅中物料转入粉碎机，粉碎后过80～120目筛，得改性硅酸盐水泥粉末，备用；依次量取20～40mL甲基三甲氧基硅烷，140～160mL去离子水，加入三口烧瓶中，滴加质量分数为8～10%盐酸，调节pH至2.2～2.6，再将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为40～45℃，转速为300～400r/min条件下，恒温搅拌反应3～5h；待反应结束，调节温度至55～60℃，搅拌转速至400～600r/min，在恒温搅拌状态下，滴加质量分数为10～15%氨水，调节pH至10.5～10.8，随后继续恒温搅拌反应2～4h，趁热抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将所得滤饼转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼置于研钵中，研磨10～15min，得聚合物微球粉末；按重量份数计，在混料机中依次加入60～65份硅酸盐水泥，20～30份石英砂，3～5份氢氧化钙，2～4份木质素磺酸钠，15～20份备用改性硅酸盐水泥粉末，10～15份上述所得改性微球粉末，3～5份十二烷基苯磺酸钠，4～6份柠檬酸钠，8～10份多巴胺盐酸盐，于温度为60～65℃，转速为1200～1400r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，即得耐候型水泥基防水涂料。
实例1
称取40g沥青，倒入铁锅中，加热升温至180℃，用玻璃棒搅拌直至沥青完全熔融，再依次加入4mL糠醛，10g废旧轮胎胶粉，用玻璃棒继续搅拌混合15min，再采用剪切乳化搅拌机，以4600r/min转速剪切45min，再加入200g硅酸盐水泥，随后以5000r/min转速继续剪切2h，待自然冷却固化后，将铁锅中物料转入粉碎机，粉碎后过80目筛，得改性硅酸盐水泥粉末，备用；依次量取20mL甲基三甲氧基硅烷，140mL去离子水，加入三口烧瓶中，滴加质量分数为8%盐酸，调节pH至2.2，再将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为40℃，转速为300r/min条件下，恒温搅拌反应3h；待反应结束，调节温度至55℃，搅拌转速至400r/min，在恒温搅拌状态下，滴加质量分数为10%氨水，调节pH至10.5，随后继续恒温搅拌反应2h，趁热抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将所得滤饼转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼置于研钵中，研磨10min，得聚合物微球粉末；按重量份数计，在混料机中依次加入60份硅酸盐水泥，20份石英砂，3份氢氧化钙，2份木质素磺酸钠，15份备用改性硅酸盐水泥粉末，10份上述所得改性微球粉末，3份十二烷基苯磺酸钠，4份柠檬酸钠，8份多巴胺盐酸盐，于温度为63℃，转速为1200r/min条件下，恒温搅拌混合45min，即得耐候型水泥基防水涂料。
经人工将需要做防水的混凝土表面打磨平整，再用清水冲洗3次，除去表面污物，利用毛刷蘸取本发明所得耐候型水泥基防水涂料，涂抹于混凝土表面，控制涂刷厚度为1.0mm，待涂刷结束，室温固化8h，再覆盖塑料薄膜，养护2天，即可。经检测，混凝土抗渗压力较使用常规防水材料提高了3倍，使用寿命延长了6年，在使用过程中，未出现渗漏。
实例2
称取60g沥青，倒入铁锅中，加热升温至200℃，用玻璃棒搅拌直至沥青完全熔融，再依次加入5mL糠醛， 20g废旧轮胎胶粉，用玻璃棒继续搅拌混合20min，再采用剪切乳化搅拌机，以4800r/min转速剪切60min，再加入300g硅酸盐水泥，随后以5200r/min转速继续剪切4h，待自然冷却固化后，将铁锅中物料转入粉碎机，粉碎后过120目筛，得改性硅酸盐水泥粉末，备用；依次量取40mL甲基三甲氧基硅烷， 160mL去离子水，加入三口烧瓶中，滴加质量分数为10%盐酸，调节pH至2.6，再将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为45℃，转速为400r/min条件下，恒温搅拌反应5h；待反应结束，调节温度至60℃，搅拌转速至600r/min，在恒温搅拌状态下，滴加质量分数为15%氨水，调节pH至10.8，随后继续恒温搅拌反应4h，趁热抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将所得滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼置于研钵中，研磨15min，得聚合物微球粉末；按重量份数计，在混料机中依次加入65份硅酸盐水泥， 30份石英砂，5份氢氧化钙，4份木质素磺酸钠，20份备用改性硅酸盐水泥粉末， 15份上述所得改性微球粉末，5份十二烷基苯磺酸钠，6份柠檬酸钠，10份多巴胺盐酸盐，于温度为65℃，转速为1400r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得耐候型水泥基防水涂料。
经人工将需要做防水的混凝土表面打磨平整，再用清水冲洗5次，除去表面污物，利用毛刷蘸取本发明所得耐候型水泥基防水涂料，涂抹于混凝土表面，控制涂刷厚度为1.2mm，待涂刷结束，室温固化12h，再覆盖塑料薄膜，养护4天，即可。经检测，混凝土抗渗压力较使用常规防水材料提高了5倍，使用寿命延长了8年，在使用过程中，未出现渗漏。
实例3
称取50g沥青，倒入铁锅中，加热升温至190℃，用玻璃棒搅拌直至沥青完全熔融，再依次加入5mL糠醛，15g废旧轮胎胶粉，用玻璃棒继续搅拌混合18min，再采用剪切乳化搅拌机，以4700r/min转速剪切58min，再加入250g硅酸盐水泥，随后以5100r/min转速继续剪切3h，待自然冷却固化后，将铁锅中物料转入粉碎机，粉碎后过100目筛，得改性硅酸盐水泥粉末，备用；依次量取30mL甲基三甲氧基硅烷，150mL去离子水，加入三口烧瓶中，滴加质量分数为9%盐酸，调节pH至2.4，再将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为43℃，转速为350r/min条件下，恒温搅拌反应4h；待反应结束，调节温度至58℃，搅拌转速至500r/min，在恒温搅拌状态下，滴加质量分数为13%氨水，调节pH至10.6，随后继续恒温搅拌反应3h，趁热抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将所得滤饼转入烘箱中，于温度为108℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼置于研钵中，研磨13min，得聚合物微球粉末；按重量份数计，在混料机中依次加入63份硅酸盐水泥，25份石英砂，4份氢氧化钙，3份木质素磺酸钠，18份备用改性硅酸盐水泥粉末，13份上述所得改性微球粉末，4份十二烷基苯磺酸钠，5份柠檬酸钠，9份多巴胺盐酸盐，于温度为62℃，转速为1300r/min条件下，恒温搅拌混合55min，即得耐候型水泥基防水涂料。
经人工将需要做防水的混凝土表面打磨平整，再用清水冲洗4次，除去表面污物，利用毛刷蘸取本发明所得耐候型水泥基防水涂料，涂抹于混凝土表面，控制涂刷厚度为1.1mm，待涂刷结束，室温固化10h，再覆盖塑料薄膜，养护3天，即可。经检测，混凝土抗渗压力较使用常规防水材料提高了4倍，使用寿命延长了7年，在使用过程中，未出现渗漏。