一种有机硅防水乳液及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于无机建筑保温材料防水领域，涉及一种防水乳液，尤其涉及一种有机硅防水乳液及其制备方法与应用。


背景技术：

2.岩棉具有保温性好、密度小、导热系数低和良好吸声性能等优点，因此在建筑保温材料领域被广泛应用，但是岩棉材料在应用的过程中容易吸水膨胀，导致建筑服役期间很容易出现保温层失效、脱落，极大地危害建筑安全。为了降低岩棉制品的吸水率，通常会采用如下几种方法：如，岩棉生产过程中加入防水剂；岩棉制品表面喷涂防水剂；用防水剂溶液浸渍岩棉制品等。表面喷涂以及浸渍岩棉制品不能达到持久的防水效果，岩棉生产过程中加入防水剂是目前最普遍的方法。
3.中国专利(申请号201310017458.3)公开了一种有机硅乳液防水剂在外墙岩棉保温材料应用，其制备了一种有机硅岩棉防水剂，主要由甲基硅油、甲基烷氧基硅油、氨基硅油等组成，此种方法中所用的硅油相对昂贵，会造成防水剂的成本较高，岩棉防水剂用量较大，成本的控制也是一个关键因素，因此低成本的岩棉防水剂的制备也是非常必要的。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种有机硅防水乳液及其制备方法与应用，本发明的有机硅防水乳液性能好，成本低，适宜大规模使用，应用于岩棉保温板中，防水效果持久，防水性能优异。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种有机硅防水乳液，按重量份数计，所述有机硅防水乳液的原料包括：硅油5～25份、防尘油5～10份、聚乙烯醇溶液2～10份、乳化剂0.5～2.0份、杀菌剂0.1～0.5、防霉剂0～0.5份、消泡剂0.2～1.0份与去离子水51.0～87.2份；其中，所述硅油为甲基硅油或羟基硅油中的一种或两种的混合物。
7.作为本发明的一种优选方案，甲基硅油的分子量为500～3000，羟基硅油的粘度为500-1500cst。
8.防尘油型号为sl-901、ys-600-1、ys-10、ys-010、ys-05其中的一种或其混合物。
9.作为本发明的一种优选方案，所述聚乙烯醇溶液的质量分数为10％～30％。
10.作为本发明的一种优选方案，所述的乳化剂是脂肪醇聚氧乙烯醚或吐温司盘表面活性剂中至少一种或几种混合物。
11.作为本发明的一种优选方案，所述杀菌剂为季铵盐类杀菌剂，包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、ds-fc烷基二甲基苄基氯化铵、聚氮杂环季铵盐、聚季铵盐或双季铵盐中的一种或几种组合。
12.作为本发明的一种优选方案，所述防霉剂包括山梨酸或山梨酸钾。
13.作为本发明的一种优选方案，所述消泡剂包括有机硅消泡剂。
14.本发明还提供了上述的有机硅防水乳液的制备方法，包括以下步骤：
15.1)预乳化：在反应釜中加入乳化剂与聚乙烯醇溶液，第一次加入部分去离子水，搅拌，搅拌过程中分批次加入硅油与防尘油，第二次加入剩余的去离子水，杀菌剂与防霉剂，继续乳化，得到预乳化液；
16.2)均质乳化：将步骤1)得到的预乳化液进行均质乳化，加入消泡剂，得到有机硅防水乳液。
17.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好；3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
18.作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，第一次去离子水的加入量为配方量的20％～40％，搅拌的转速为1000～2000r/min，搅拌时间为1～2h；步骤2)中，均质乳化的条件：压力为30～50mpa，均质乳化的时间为5～15min。
19.本发明最后提供的是上述的有机硅防水乳液在岩棉保温板中的应用，将所述有机硅防水乳液与酚醛树脂混合后喷洒到岩棉纤维中，再加工成型为防水岩棉板。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21.1)本发明使用的是成本较低的硅油，降低了成本，适宜大规模使用。
22.2)本发明以水为溶剂，使用简便，绿色安全环保。
23.3)本发明制备的有机硅乳液热储离心性能优异，稳定性好。
24.4)本发明的制备方法简单，条件温和。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明中所用的原料，均可从市场购得。
27.实施例1
28.本实施例提供了有机硅防水乳液。
29.(一)有机硅防水乳液由以下原料制成：
30.10kg的二甲基硅油(分子量为1200)，10kg的防尘油ys-600-1，4kg聚乙烯醇溶液(质量分数为15％)，1kg的吐温60，0.2kg的十二烷基三甲基氯化铵，0.2kg的山梨酸，0.4kg的消泡剂与174.2kg去离子水。
31.(二)有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
32.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的1kg吐温60以及4kg质量分数为15％的聚乙烯醇溶液，再加入34.84kg的水，在1500r/min的转速下搅拌1h，搅拌过程中分3次加入二甲基硅油和防尘油ys-600-1，油加完后再加入配方中剩余139.36kg的水和0.2kg十二烷基三甲基氯化铵、0.2kg山梨酸继续乳化1h。
33.2)均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为30mpa的高压均质机中，均质乳化15min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。
34.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
35.实施例2
36.本实施例提供了有机硅防水乳液。
37.(一)该有机硅防水乳液由以下原料制成：20.0kg的羟基硅油(568cst)，14.0kg的防尘油sl-901，10.0kg的聚乙烯醇溶液(质量分数为20％)，2.0kg的乳化剂1310，0.4kg的十二烷基三甲基氯化铵，0.6kg山梨酸钾，0.6kg消泡剂与的去离子水。
38.(二)该有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
39.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的2kg乳化剂1310以及10kg质量分数为20％的聚乙烯醇溶液，再加入45.72kg的水，在2000r/min的转速下搅拌1.5h，搅拌过程中分3次加入羟基硅油和防尘油sl-901，每次加入6.67kg羟基硅油和4.67kgys-600-1，加完后再加入配方中剩余106.68kg的水和0.4kg十二烷基三甲基氯化铵、0.6kg山梨酸钾继续乳化1h。
40.2)均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为35mpa的高压均质机中，均质乳化12min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。
41.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
42.实施例3
43.本实施例提供了有机硅防水乳液。
44.(一)该有机硅防水乳液由以下原料制成：
45.30.0kg羟基硅油(1000cst)，20.0kg防尘油sl-901，10.0kg聚乙烯醇溶液(质量分数为15％)，2.0kg乳化剂1306，0.4kg十二烷基三甲基氯化铵，0.6kg山梨酸钾，0.6kg消泡剂与136.4kg去离子水。
46.(二)该有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
47.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的2kg乳化剂1310以及10kg质量分数为15％的聚乙烯醇溶液，再加入40.92kg的水，在2000r/min的转速下搅拌2.0h，搅拌过程中分4次加入羟基硅油和防尘油sl-901，每次加入10kg羟基硅油和6.67kgys-600-1，加完后再加入配方中剩余95.48kg的水和0.4kg十二烷基三甲基氯化铵、0.6kg山梨酸钾继续乳化1h。
48.2)均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为40mpa的高压均质机中，均质乳化10min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。
49.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
50.实施例4
51.本实施例提供了有机硅防水乳液。
52.(一)该有机硅防水乳液由以下原料制成：
53.30.0kg二甲基硅油(分子量3000)，20.0kg防尘油ys-10，10.0kg聚乙烯醇(25％)，2.0kg司盘80，0.4kg双季铵盐，0.6kg山梨酸，0.6kg消泡剂与136.4kg去离子水。
54.(二)该有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
55.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的2kg司盘80以及10kg质量分数为25％的聚乙烯醇溶液，再加入40.92kg的水，在2000r/min的转速下搅拌2.0h，搅拌过程中分4次加入羟基硅油和防尘油ys-10，每次加入10kg羟基硅油和6.67kg防尘油ys-10，加完后再加入配方中剩余95.48kg的水和0.4kg双季铵盐、0.6kg山梨酸继续乳化1h。
56.②
均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为35mpa的高压均质机中，均质乳化15min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。
57.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
58.实施例5
59.本实施例提供了有机硅防水乳液。
60.(一)该有机硅防水乳液由以下原料制成：
61.30.0kg二甲基硅油(分子量3000)，20.0kg防尘油ys-010，10.0kg聚乙烯醇溶液(质量分数为25％)，2.0kg质量比为1:3的司盘60与吐温80的混合物，0.4kg双季铵盐，0.6kg山梨酸，0.6kg消泡剂与136.4kg去离子水。
62.(二)该有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
63.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的2kg质量比为1:3的司盘60与吐温80的混合物以及10kg质量分数为25％的聚乙烯醇溶液，再加入40.92kg的水，在2000r/min的转速下搅拌2.0h，搅拌过程中分4次加入羟基硅油和防尘油ys-010，每次加入10kg羟基硅油和6.67kg防尘油ys-010，加完后再加入配方中剩余95.48kg的水和0.4kg双季铵盐、0.6kg山梨酸继续乳化1h。
64.2)均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为35mpa的高压均质机中，均质乳化15min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。实施例6
65.本实施例提供了有机硅防水乳液。
66.(一)该有机硅防水乳液由以下原料制成：
67.30.0kg二甲基硅油(分子量4000)，20.0kg防尘油ys-05，10.0kg聚乙烯醇溶液(质量分数为25％)，2.0kg质量比为1:2的乳化剂1310与吐温80的混合物，0.4kg聚氮杂环季铵盐，0.6kg山梨酸，0.6kg消泡剂与136.4kg去离子水。
68.(二)该有机硅防水乳液的制备方法包括如下步骤：
69.1)预乳化：在反应釜中加入上述配比的2kg质量比为1:2的1310与吐温80的混合物以及10kg质量分数为25％的聚乙烯醇溶液，再加入40.92kg的水，在2000r/min的转速下搅拌2.0h，搅拌过程中分4次加入羟基硅油和防尘油ys-05，每次加入10kg羟基硅油和6.67kg防尘油ys-05，加完后再加入配方中剩余95.48kg的水和0.4kg双季铵盐、0.6kg山梨酸继续乳化1h。
70.2)均质乳化：将步骤1)所获得的预乳化液，置于压力为35mpa的高压均质机中，均质乳化15min，最后加入消泡剂即制得一种低成本外墙岩棉保温材料用高性能有机硅防水乳液。
71.制备所得的有机硅防水乳液外观为白色乳液；与酚醛树脂相容性较好，3000r/min转速离心30min，不出现分层现象；乳液在50
±
2℃放置7d，不出现分层现象。
72.实施例7
73.本实施例提供的是一种低成本高性能有机硅防水乳液在岩棉保温板中的应用性能测试
74.1)与酚醛树脂相容性测试：按照岩棉防水剂与酚醛树脂的质量比为1:25将两者混合均匀，静置放置24h、48h观察有无分层现象，实验中24h、48h均未出现分层。
75.2)离心稳定性：取10ml岩棉防水剂放入离心管中，在离心机上以3000r/min转速离心30min，后取出观察乳液有无漂油分层，实验中未出现漂油及分层现象。
76.3)热稳定性：取200g防水剂放入透明塑料瓶中，加盖，在50
±
2℃烘箱内放置7d，后取出观察乳液，未出现分层现象。
77.4)有机硅防水乳液在岩棉板中的防水性能测试：参照国标gb/t25975-2018进行，委托客户上生产线，生产出加入有机硅防水乳液的岩棉板。
78.每个实施例剪裁200mm
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200mm的岩棉板5块，对岩棉板进行憎水率和吸水体积吸水率以及长期吸水量(28d)进行测试，具体测试结果见表1。
79.表1实施例1-6防水剂理化以及防水效果测试结果
[0080][0081]
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。