一种高分子防水剂及其合成方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于建筑防水【技术领域】，公开了一种高分子防水剂及其合成方法和应用。该制备方法是将聚乙二醇、油酸、对甲苯磺酸投入反应釜中，加热得到油酸聚乙二醇酯；将油酸聚乙二醇酯、丙烯酸溶于水，均匀滴加过硫酸铵水溶液，保温一定时间后中和体系，制得防水剂。高分子防水剂在水泥凝固过程中，能切断并封闭砂浆表面的毛细管，减少砂浆中空隙，从而有效增加砂浆体系防水性能。本发明防水剂不含氯离子，通过降低用水量改善砂浆抗压强度，有效克服传统防水剂易腐蚀钢筋材料、负面影响水泥砂浆强度等缺陷。
【专利说明】一种高分子防水剂及其合成方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑防水【技术领域】，特别涉及一种高分子防水剂及其合成方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 建筑防水即为防止水对建筑物某些部位的渗透而从建筑材料上或构造上所采取 的措施。材料防水是靠建筑材料阻断水的通路，以达到抗渗漏的目的，包括卷材防水、涂料 防水、混凝土以及砂浆防水等。在建筑工程中，水泥砂浆常用作墙体砌筑以及室内外抹灰。 防水砂浆由于其施工效率高、成本适中、耐久性好等优点，具有非常广阔的应用前景。
[0003] 砂浆防水剂大体可分为无机化合物类与有机化合物类两种。无机化合物类有氯化 铁、硅灰粉末、明矾等。有机化合物类包括脂肪族及其盐类、有机硅、石蜡、浙青、橡胶以及水 溶性树脂乳液等。然而，多数砂浆防水剂都或多或少存在一些缺陷。例如，明矾虽然具有一 定的防水性，但其添加会加速水泥固化，易造成开裂，影响水泥砂浆的强度；氯化铁类防水 剂中含有氯离子，极易腐蚀钢筋材料；有机硅及树脂乳液类防水剂需要在较大的添加量下 (一般需胶凝材料的5%以上）才能呈现理想的防水性能，使用成本过高且易削弱水泥砂浆 强度。
【发明内容】
[0004] 为克服上述现有技术中存在的缺陷和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种 高分子防水剂的合成方法；该高分子防水剂为丙烯酸-油酸聚乙二醇酯聚合物，是一种可 显著提高砂浆防水性能及改善砂浆力学强度的添加剂。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种上述合成方法得到的高分子防水剂。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述高分子防水剂的应用。
[0007] 本发明目的通过以下技术方案实现：
[0008] -种高分子防水剂的合成方法，包括以下合成步骤：
[0009] (1)将聚乙二醇、油酸、对甲苯磺酸投入反应釜中，升温至100?120°C，保温反应 4?5小时，得到油酸聚乙二醇酯；
[0010] (2)将油酸聚乙二醇酯和丙烯酸溶解于水中，升温到60?70°C后均匀滴加过硫酸 铵水溶液，滴加时间100?150分钟，滴加完毕后在60?65°C下保温2?4小时，后降温至 45°C，加入NaOH中和、调整体系pH值为7?8,制得高分子防水剂。
[0011] 步骤（1)所述聚乙二醇和油酸的摩尔比为1: (1.0?1. 1);所述对甲苯磺酸的用 量为聚乙二醇质量的1?2%。
[0012] 步骤（1)所述聚乙二醇为未封端聚乙二醇，分子量为200?10000。
[0013] 步骤⑵所述油酸聚乙二醇酯和丙烯酸的摩尔比为1 : (0. 8?1. 5);所述水的用 量为油酸聚乙二醇酯质量的100?150% ;所述过硫酸铵水溶液中的过硫酸铵为油酸聚乙 二醇酯质量的〇. 5?1. 5% ;所述过硫酸铵水溶液的质量百分比浓度为5. 0%?7. 0%。
[0014] 一种由上述合成方法得到的高分子防水剂。
[0015] 上述高分子防水剂作为添加剂在提高砂浆防水性能及改善砂浆力学强度中的应 用。
[0016] 本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
[0017] (1)丙烯酸-油酸聚乙二醇酯聚合物在水泥凝固过程中，能切断并封闭砂浆表 面的毛细管，增加砂浆体系致密度，从而有效增加砂浆体系防水性能（砂浆微观形貌见图 1-含高分子防水剂砂浆扫描电镜图）。
[0018] (2)丙烯酸-油酸聚乙二醇酯聚合物具有两亲性，会吸附在水泥颗粒表面，减少水 泥颗粒间摩擦力，在同等稠度下降低用水量，从而达到改善砂浆抗压强度的目的。
[0019] (3)本技术合成工艺路线简单，产品绿色环保（为水溶性体系，中性，不含氯离 子）。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为含高分子防水剂砂浆体系扫描电镜图。
[0021] 图2为高分子防水剂分子量分布曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0023] 实施例1
[0024] (1)中间体的制备：将100.0克聚乙二醇（分子量600)、51· 7克油酸、L2克对甲 苯磺酸投入反应釜中，升温至110°c，保温反应4小时，得到油酸聚乙二醇酯。
[0025] (2)高分子防水剂的制备：将100克步骤⑴所得油酸聚乙二醇酯、10. 8克丙烯酸 溶解于105克水，升温到65°C后均匀滴加25克过硫酸铵水溶液（浓度5. 5% )，滴加时间 100分钟，滴加完毕后在65°C下保温3小时，后降温至45°C，加入NaOH中和、调整体系pH值 至7-8,制得高分子防水剂。
[0026] 实施例2
[0027] (1)中间体的制备：将100.0克聚乙二醇（分子量2400)、12. 5克油酸、1.2克对甲 苯磺酸投入反应釜中，升温至100°c，保温反应4小时，得到油酸聚乙二醇酯。
[0028](2)高分子防水剂的制备：将100克步骤⑴所得油酸聚乙二醇酯、3. 0克丙烯酸 溶解于110克水，升温到60°C后均匀滴加25克过硫酸铵水溶液（浓度5. 5% )，滴加时间 100分钟，滴加完毕后在65°C下保温4小时，后降温至45°C，加入NaOH中和、调整体系pH值 至7-8,制得高分子防水剂。
[0029] 凝胶渗透色谱测试结果（见图2)发现，样品分子量分布较为均匀，平均分子量约 180000。
[0030] 实施例3
[0031] (1)中间体的制备：将100.0克聚乙二醇（分子量10000)、3. 1克油酸、L7克对甲 苯磺酸投入反应釜中，升温至l〇5°C，保温反应5小时，得到油酸聚乙二醇酯。
[0032] (2)高分子防水剂的制备：将100克步骤（1)所得油酸聚乙二醇酯、1. 05克丙烯酸 溶解于105克水，升温到70°C后均匀滴加23克过硫酸铵水溶液（浓度6. 0% )，滴加时间 120分钟，滴加完毕后在60°C下保温2小时，后降温至45°C，加入NaOH中和、调整体系pH值 至7-8,制得高分子防水剂。
[0033] 对比实施例
[0034] 以实施例1-3制备防水砂浆同掺有氯化铁防水剂砂浆、甲基硅酸钠防水剂砂浆、 丙烯酸树脂防水剂砂浆、空白砂浆进行性能对比，结果如表1所示。
[0035] 表1性能检测结果
【权利要求】
1. 一种高分子防水剂的合成方法，其特征在于包括以下合成步骤： (1) 将聚乙二醇、油酸、对甲苯磺酸投入反应釜中，升温至100?120°c，保温反应4? 5小时，得到油酸聚乙二醇酯； (2) 将油酸聚乙二醇酯和丙烯酸溶解于水中，升温到60?70°C后均匀滴加过硫酸铵 水溶液，滴加时间100?150分钟，滴加完毕后在60?65°C下保温2?4小时，后降温至 45°C，加入NaOH中和、调整体系pH值为7?8,制得高分子防水剂。
2. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（1)所述聚乙二醇和油酸的摩 尔比为1: (1. 0?1. 1);所述对甲苯磺酸的用量为聚乙二醇质量的1?2%。
3. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（1)所述聚乙二醇为未封端聚 乙二醇，分子量为200?10000。
4. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（2)所述油酸聚乙二醇酯和丙 烯酸的摩尔比为1 : (〇. 8?1. 5);所述水的用量为油酸聚乙二醇酯质量的100?150% ;所 述过硫酸铵水溶液中的过硫酸铵为油酸聚乙二醇酯质量的0. 5?1. 5% ;所述过硫酸铵水 溶液的质量百分比浓度为5.0%?7.0%。
5. -种由权利要求1?4任一项所述合成方法得到的高分子防水剂。
6. 根据权利要求1所述的高分子防水剂作为添加剂在提高砂浆防水性能及改善砂浆 力学强度中的应用。
【文档编号】C08F220/06GK104341560SQ201410612028
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】吴昆 , 黄晓梅, 胡文光, 史珺, 罗志有, 吕满庚 申请人:中科院广州化学有限公司