一种水性保护剂及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料保护加固，具体涉及一种水性保护剂及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土作为最常用的建筑材料之一，具有节能环保、性能优异、价格低廉等优点，在各类建筑施工作业中具有广泛应用。然而，混凝土材料通常长期裸露于自然环境中，其具有的非均匀多孔结构使得混凝土很容易遭受自然环境的侵蚀和破坏，例如空气中的水分、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等易渗透进混凝土内部并发生化学反应生成碳酸、亚硫酸等酸剂，使混凝土分解并可能进一步腐蚀混凝土内部的钢筋等其他建材，造成混凝土发生膨胀、开裂等缺陷，存在较大的安全风险。

2、目前，现有技术通常采用在建筑材料表面涂覆保护剂以达到隔绝空气、防止物理划碰等保护功效。溶剂型保护剂的保护效果较好，但其添加了较为大量的有机溶剂，使得其voc含量超标，不符合当代绿色环保要求；水性保护剂不添加有机溶剂，没有voc超标压力，但由于水无法参与成膜，其体系中交联位点较少，造成其对基材的保护效果较差。

3、因此，存在对建筑材料水性保护剂的需求，期望该保护剂具有优异的基材保护功效，同时可满足环保要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性保护剂及其制备方法，通过对普通环氧丙烯酸酯树脂进行改性并科学调整各组分用量，使本发明水性保护剂具有优异的力学性能，并且在实际应用时耐候性好，可提供长时间稳定加固作用。

2、为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、一种水性保护剂，其特征在于，包括如下组分：改性环氧丙烯酸酯树脂、助剂、去离子水，其中，所述改性环氧丙烯酸酯树脂为使用植物改性剂和/或氨基-β-环糊精改性的环氧丙烯酸酯树脂。

4、优选地，所述改性环氧丙烯酸酯树脂为使用植物改性剂和氨基-β-环糊精改性的环氧丙烯酸酯树脂。

5、进一步地，所述植物改性剂以蔗渣或蓖麻为原料，通过无机酸水解制得。

6、本发明所述植物改性剂制备方法包括如下步骤：粉碎所述蔗渣或蓖麻，过5-10目筛，装入反应容器备用；配制无机酸水溶液，备用；将所述无机酸水溶液加入装有粉碎蔗渣或蓖麻的反应容器中，并将反应容器水浴加热至50-65℃，充分搅拌5-8h后加入去离子水以停止反应，离心后得到絮状反应产物；洗涤絮状反应产物2-3次，烘干，即得所述植物改性剂。

7、本发明所述改性环氧丙烯酸酯树脂制备方法包括如下步骤：按质量比(2-4):1秤取甲苯二异氰酸酯与环氧丙烯酸酯，将甲苯二异氰酸酯分批加入环氧丙烯酸酯中，加入完成后75-85℃恒温搅拌反应2-3.5h，得预聚物；静置所述预聚物0.5-1h后，将植物改性剂和/或氨基-β-环糊精加入所述预聚物中，60-90℃恒温搅拌反应1.5-2.5h，得到所述改性环氧丙烯酸酯树脂。

8、进一步地，所述植物改性剂与氨基-β-环糊精的质量比为0.5-2。

9、优选地，本发明水性保护剂包括如下质量百分比的组分：改性环氧丙烯酸酯树脂50-65％、助剂2-8％、引发剂0.1-1.5％、余量为去离子水。

10、作为优选方案，所述助剂为成膜剂、消泡剂、增稠剂、中和剂、流平剂、润湿分散剂中一种或两种以上的混合。

11、上述水性保护剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：将所述改性环氧丙烯酸酯树脂加入去离子水中分散均匀，然后依次加入各助剂，搅拌均匀后待体系温度降至20℃，再加入引发剂，搅拌均匀，出料，即得所述水性保护剂。

12、本发明还提供一种上述水性保护剂在墙梁加固保护中的应用，其特征在于，所述水性保护剂可增强基材刚性并提供改善的耐候性。

13、本发明水性保护剂适用于多种引发体系，只需引发剂提供足够自由基即可，并且可使用光固化、热固化、多重固化等多种固化方式。

14、本发明的有益效果：

15、使用特定原料及制备工艺得到植物改性剂，利用该植物改性剂和/或氨基-β-环糊精对环氧丙烯酸酯树脂进行化学改性，由于植物改性剂分子结构中存在大量由d-吡喃葡萄糖环以β-1,4-糖苷键连接而成的线形结构，接枝到环氧丙烯酸酯树脂分子主链经固化后，将形成大量体型交联结构，使得固化后的保护剂具有优异的力学性能，尤其是具有很好的刚性，可作为理想的墙梁加固材料。氨基-β-环糊精具有特殊环形结构，同样可为改性树脂提供一定的刚性，并且氨基-β-环糊精的环形空腔由于碳氢键的屏蔽作用形成疏水区域，使得环氧丙烯酸酯树脂具有改善的疏水性能，在自清洁、耐水等方面具有显著优势。将植物改性剂与氨基-β-环糊精联用改性，一方面可增加材料力学性能及拒水抗污性能，保证长时间使用的稳定性，另一方面也可获得良好的体系相容性，确保水性保护剂发挥优异性能。与未经改性的树脂相比，本发明改性环氧丙烯酸酯树脂可显著提升水性保护剂的各项性能，并且制法工艺简便，适合产业化生产，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种水性保护剂，其特征在于，包括如下组分：改性环氧丙烯酸酯树脂、助剂、去离子水，其中，所述改性环氧丙烯酸酯树脂为使用植物改性剂和/或氨基-β-环糊精改性的环氧丙烯酸酯树脂。

2.根据权利要求1所述的水性保护剂，其特征在于，所述植物改性剂以蔗渣或蓖麻为原料，通过无机酸水解制得。

3.根据权利要求2所述的水性保护剂，其特征在于，所述植物改性剂制备方法包括如下步骤：粉碎所述蔗渣或蓖麻，过5-10目筛，装入反应容器备用；配制无机酸水溶液，备用；将所述无机酸水溶液加入装有粉碎蔗渣或蓖麻的反应容器中，并将反应容器水浴加热至50-65℃，充分搅拌5-8h后加入去离子水以停止反应，离心后得到絮状反应产物；洗涤絮状反应产物2-3次，烘干，即得所述植物改性剂。

4.根据权利要求2所述的水性保护剂，其特征在于，所述改性环氧丙烯酸酯树脂制备方法包括如下步骤：按质量比(2-4):1秤取甲苯二异氰酸酯与环氧丙烯酸酯，将甲苯二异氰酸酯分批加入环氧丙烯酸酯中，加入完成后75-85℃恒温搅拌反应2-3.5h，得预聚物；静置所述预聚物0.5-1h后，将植物改性剂和/或氨基-β-环糊精加入所述预聚物中，60-90℃恒温搅拌反应1.5-2.5h，得到所述改性环氧丙烯酸酯树脂。

5.根据权利要求1所述的水性保护剂，其特征在于，所述助剂为成膜剂、消泡剂、增稠剂、中和剂、流平剂、润湿分散剂中一种或两种以上的混合。

6.根据权利要求1所述的水性保护剂，其特征在于，所述改性环氧丙烯酸酯树脂为使用植物改性剂和氨基-β-环糊精改性的环氧丙烯酸酯树脂。

7.根据权利要求6所述的水性保护剂，其特征在于，所述植物改性剂与氨基-β-环糊精的质量比为0.5-2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的水性保护剂，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：改性环氧丙烯酸酯树脂50-65％、助剂2-8％、引发剂0.1-1.5％、余量为去离子水。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的水性保护剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：将所述改性环氧丙烯酸酯树脂加入去离子水中分散均匀，然后依次加入各助剂，搅拌均匀后待体系温度降至20℃，再加入引发剂，搅拌均匀，出料，即得所述水性保护剂。

10.权利要求1-9中任一项所述的水性保护剂在墙梁加固保护中的应用，其特征在于，所述水性保护剂可增强基材刚性并提供改善的耐候性。

技术总结
本发明涉及建筑材料保护加固技术领域，具体涉及一种水性保护剂及其制备方法。使用特定原料及制备工艺得到植物改性剂，利用该植物改性剂和/或氨基‑β‑环糊精对环氧丙烯酸酯树脂进行化学改性，使得固化后的保护剂具有优异的力学性能，可作为理想的墙梁加固材料。与未经改性的树脂相比，本发明改性环氧丙烯酸酯树脂可显著提升水性保护剂的各项性能，并且制法工艺简便，适合产业化生产，具有良好的应用前景。

技术研发人员：袁世文,李海
受保护的技术使用者：广州市百庄复合材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14