含氟硅丙烯酸酯乳液防水劑制備及其在石膏建材中的應用.pdf

1、本文針對石膏建材制品耐水性差及氟硅聚合物具有優(yōu)異憎水性能的問題，制備了一種憎水性能優(yōu)異的含氟硅丙烯酸酯乳液(Acrylate Emulsion Containing Fluorine andSilicone，簡稱SFA)防水劑。研究了其對石膏膠凝材料基本性能的影響，并結合石膏的其它防水措施，研究了其在石膏砌塊、聚苯顆粒/發(fā)泡石膏保溫材料兩種不同石膏建材產(chǎn)品中的應用效果。利用多項現(xiàn)代材料測試手段，對SFA防水劑及其改性后的石膏、石膏建材產(chǎn)

2、品進行了結構表征與性能分析，并進行了機理探討。
　　針對SFA防水劑的制備，本文研究了合成方式，合成溫度，反應攪拌速率，乳化劑種類、配比及用量，引發(fā)劑用量和保溫反應時間等工藝參數(shù)對含氟硅丙烯酸酯類乳液防水劑耐水性和穩(wěn)定性的影響。研究結果表明，采用梯度滴加的方式，在合成溫度為80℃，攪拌速率為200-210rpm，復合乳化劑十二烷基硫酸鈉(SDS)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、全氟辛酸銨(PFOA)加入量分別為1.2％、1.8％

3、和1.0％，引發(fā)劑過硫酸銨(APS)的用量為0.7％，保溫反應時間為120min，有機硅單體、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)加入量為2.0％、3.0％、6.0％，丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)加入量為5.7％、22.7％、3.0％，去離子水加入量為52.9％的條件下，制備的含氟硅丙烯酸酯類乳液防水劑穩(wěn)定性、成膜性及憎水性較優(yōu)。FTIR分析驗證了加入的氟硅單體成功被引入到S

4、FA防水劑的分子結構中;粒度分析結果可知，SFA防水劑的平均粒徑為96nm，屬于納米級微乳液，粒徑分布較窄，呈單一分散;通過掃描電鏡分析可知SFA防水劑成膜后的乳膠粒形態(tài)較為規(guī)整，多成圓形，且粒子大小分布較為均勻，說明其具有較好的成膜性;SFA防水劑乳膠膜表面水接觸角測試結果為110.8°，表明其具有較優(yōu)憎水性能。
　　利用制備的SFA防水劑對石膏膠凝材料及其建材產(chǎn)品進行改性。研究得知:SFA防水劑摻量為9％時，石膏試樣的強度值最

5、高且耐水性能最優(yōu)。與空白試樣相比，最優(yōu)摻量下試樣2h、24h吸水率分別降低了60.8％、59.8％，24h抗折、抗壓軟化系數(shù)分別提高了50.0％、74.2％。摻入的SFA防水劑所形成的乳膠膜堵塞微細孔隙或改變大孔隙的內(nèi)表面能，使其由親水性變成憎水性，從而改變孔隙與水的接觸角。當石膏遇水時，因接觸角較大，水分子會凝聚在一起形成液滴，阻礙了水分的進一步滲入，改善耐水性能。
　　研究了SFA乳液防水劑和粉煤灰活性摻合料對脫硫石膏砌塊的協(xié)

6、同改性效果，確定了粉煤灰活性摻合料的摻量為30％。在最優(yōu)協(xié)同作用下，石膏砌塊標準稠度用水量為50.0％，初終凝時間分別為8.0、11.5min，與僅摻加9％SFA防水劑改性的石膏砌塊相比，試樣的28d抗折、抗壓強度分別增加了47.1％、29.7％，24h抗壓軟化系數(shù)增大了59.3％。
　　采用內(nèi)摻SFA乳液防水劑和外噴甲基硅酸鈉防水劑兩種方式對聚苯顆粒/發(fā)泡石膏保溫材料進行防水處理。試驗結果表明:SFA防水劑的摻量為16％較為適宜

7、，此摻量下保溫材料的密度為252kg/m3，導熱系數(shù)為0.045W/(m·k)，絕干抗折、抗壓強度分別為0.42MPa、0.51MPa，相比于未摻加SFA防水劑保溫材料試樣，其2h、24h吸水率下降了44.2％、38.5％，24h抗壓軟化系數(shù)升高了88.0％。在內(nèi)摻16％SFA防水劑的基礎上，利用甲基硅酸鈉對聚苯顆粒/發(fā)泡石膏保溫材料進行外噴處理來進一步改善其耐水性能。結果表明，當噴涂次數(shù)達到三次后，試樣2h、24h吸水率幾乎不再發(fā)生明