【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬建筑材料，具體地說，涉及一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑及其制備方法。
技術介紹
1、混凝土作為一種廣泛應用的建筑材料，在建筑和基礎設施建設中不可或缺。混凝土材料自問世以來，人們致力于開發更高強度的材料。然而混凝土在服役過程中，容易受到周圍環境的物化以及生物因素影響，特別是混凝土所具備的多孔特性為氯離子、碳酸鹽等有害離子的侵入提供了通道，從而造成嚴重的腐蝕和侵害，進而削弱了混凝土的結構強度，嚴重時甚至造成結構坍塌，對人們的生產生活構成了嚴重的威脅。
2、對混凝土表面進行涂層防護能夠有效的解決腐蝕問題，并且具有較高的性價比。硅烷浸漬劑是一種常用的涂層防護材料，其中，異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的研發始于上世紀70年代，最早在歐美和澳大利亞等地區應用。它能夠滲透到混凝土內部，與暴露在酸性或堿性環境中的空氣及基底中的水分子發生化學反應，形成一層憎水處理層，從而抑制水分進入到基底中，該產品在全球范圍內得到了廣泛應用。如公開號為cn104529528a的中國專利申請公開了一種硅烷浸漬液，它的主要成分是異丁烯基三乙氧基硅烷等硅烷乳液、硅氧烷乳液、分散劑和防腐劑，具有防腐、透氣、耐污等有益效果，但是有效含量低、防水性能也有待加強。理想的異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑需要具備優異的滲透性、良好的耐久性、防水性、防腐性、抗菌性，在保障性能的同時，仍然有較高的性價比，但目前公開的配方技術還不能很好地全面滿足上述要求。
技術實現思路
1、本專利技術針對
技術介紹
中現有技術存在的不足，提供一
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其組分包括異丁烯基三乙氧基硅烷、金屬有機框架材料、鹵代烴類化合物、改性金屬納米顆粒；以質量份計，所述組分異丁烯基三乙氧基硅烷為100份、金屬有機框架材料5~15份、鹵代烴類化合物10~30份、改性金屬納米顆粒0.4~1.6份。
4、異丁烯基三乙氧基硅烷是浸漬劑中的主要組分，它是一種重要的有機硅化合物，它的分子結構較小，能夠順利地滲透進入混凝土在澆筑和硬化過程中內部存在的空隙和毛細管道。當異丁烯基三乙氧基硅烷進入空隙后，其分子中的乙氧基（-oc2h5）會與該環境中的水分子發生水解反應，具體的反應方程式為：c4h9-si(oc2h5)3?+?3h2o→?si(oh)4?+?3c2h5oh+?c4h9oh。該水解反應生成的硅醇則會與混凝土中存在的羥基進一步發生縮合反應，形成-si-o-si-?化學鍵，構成了網狀結構的防水膜，能夠有效阻止水分子及氯離子、硫酸鹽等有害物質的進入，從而起到防水、防腐的作用。
5、金屬有機框架材料（metal-organic?frameworks，簡稱?mofs）是一類由金屬離子或簇與有機配體通過配位作用自組裝形成的具有永久孔道性的開放式結晶骨架材料，具有高孔隙率、大比表面積、可調控性好等優點，能夠增加浸漬劑對混凝土表面的吸附能力，使浸漬劑更好地滲透到混凝土內部，提高防護效果。mofs材料能通過物理吸附機理以及與有機配體相互作用的機理很好地吸附異丁烯基三乙氧基硅烷分子，使其在混凝土表面的分布更加均勻，增強防水、防腐性能。mofs材料還具備良好的化學穩定性和熱穩定性，可以提高浸漬劑的耐久性，確保浸漬劑的防護效果更加持久。
6、鹵代烴類化合物中含有長鏈烷基，在適當的反應條件下，其中的鹵素原子作為親電試劑，與異丁烯基三乙氧基硅烷中的親核基團發生親核取代反應，在這個反應過程中，鹵素原子被替換下來，長鏈烷基則被引入到異丁烯基三乙氧基硅烷分子中，從而改變了硅烷分子的表面性質，使其具有更好的疏水性。鹵代烴類化合物的加入能夠降低浸漬劑的表面張力，使其更容易在混凝土表面鋪展并滲透進入內部，改善浸漬劑對混凝土的濕潤性，形成更有效的防護層。
7、金屬納米顆粒的加入，使得浸漬劑具有抗菌的功效。它們可以破壞細菌的細胞膜結構，干擾細菌的代謝過程，導致細菌死亡。金屬納米顆粒能夠被mofs材料負載于空隙之中，和異丁烯基三乙氧基硅烷以及鹵代烴類化合物形成網狀結構，而金屬納米顆粒的較高硬度又使得浸漬劑更加耐磨。但金屬納米顆粒存在比表面積大、表面能高的問題，容易發生團聚現象，一般需要加入分散劑來改善，但在本申請中，通過表面包覆法對金屬納米顆粒進行改性，阻止金屬納米顆粒的團聚性，使其均勻地分散于浸漬劑中，且改性后地金屬納米顆粒抗菌性能更加優異。
8、優選的，所述金屬有機框架（mofs）材料為鉻基金屬有機框架材料(mil-101)；所述鹵代烴類化合物的化學通式為?，其中x?代表鹵素原子，n?為正整數，n≤20；所述改性金屬納米顆粒為改性納米銀顆粒。mil-101?具有較大的比表面積和豐富的孔隙結構，可以吸附大量的異丁烯基三乙氧基硅烷分子。這使得在實際應用中，能夠將更多的浸漬劑有效地輸送到目標材料或結構表面，提高浸漬劑的利用效率和防護效果。異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑本身能夠在材料表面形成一層憎水性的有機硅網絡保護層，阻止外部水分和有害物質的入侵。改性納米銀顆粒的加入可以進一步增強這種防護效果，因為納米銀的抗菌作用可以減少微生物對有機硅保護層的破壞，從而延長材料的使用壽命。
9、優選的，所述鹵素原子x為溴原子、氯離子、碘離子中的任意一種；所述n可為12、14、16、18或20；更優選的，所述鹵代烴類化合物為溴代十六烷（c16h33br）或碘代十四烷（c14h29i）中的任意一種。異丁烯基三乙氧基硅烷中的硅原子帶有部分正電荷，可以作為親核試劑攻擊鹵代烴類化合物中的碳原子。鹵代烴類化合物中的鹵素離子（或?）是一個良好的離去基團，當它們在碳原子上被去除后，會形成一個新的碳-硅鍵。
10、作為一個總的技術構思，本專利技術還提供一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，包括如下步驟：
11、步驟（1），按照份數稱量對應的異丁烯基三乙氧基硅烷、金屬有機框架（mofs）材料、鹵代烴類化合物和改性納米銀顆粒。將?mofs?材料加入到含有異丁烯基三乙氧基硅烷的溶劑中，攪拌使其充分反應，使異丁烯基三乙氧基硅烷充分吸附到?mofs?材料的表面和孔隙中；
12、步驟（2），將制備好的改性納米銀顆粒分散到步驟（1）含有?mofs?材料和異丁烯基三乙氧基硅烷的溶液中，繼續攪拌使其充分反應，使改性納米銀顆粒能夠負載到?mofs?材料上；
13、步驟（3），向步驟（2）中加入鹵代烴類化合物，進行反應，加入催化劑，使鹵代烴類化合物與?mofs?材料上的異丁烯基三乙氧基硅烷發生反應。充分攪拌最終得到異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑。
14、優選的，步驟（1）中，所述溶劑為甲苯；所述反應溫度為30~70℃，所述攪拌時間為2~6小時。
15、優選的，步驟（2）中，所述反應溫度為30~70℃，所述攪拌時間為4~8小時。
16、優選的，步驟（3）中，所述反應溫度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，包括異丁烯基三乙氧基硅烷、金屬有機框架材料、鹵代烴類化合物、改性金屬納米顆粒；以質量份計，所述異丁烯基三乙氧基硅烷為100份、金屬有機框架材料5~15份、鹵代烴類化合物10~30份、改性金屬納米顆粒0.4~1.6份。
2.根據權利要求1所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，所述金屬有機框架材料為鉻基金屬有機框架材料；所述鹵代烴類化合物的化學通式為，其中X代表鹵素原子，n?為正整數，n≤20；所述改性金屬納米顆粒為改性納米銀顆粒。
3.根據權利要求2所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，所述鹵素原子X為溴原子、氯離子、碘離子中的任意一種；所述n為12、14、16、18或20。
4.根據權利要求3所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述溶劑為甲苯；所述反應溫度為30~70℃，所述攪拌時間為2~6小時。
6.根據權利要求4所述
7.根據權利要求4所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述反應溫度為60~100℃，所述反應時間為6~12小時，所述催化劑為三乙胺；所述三乙胺與鹵代烴類化合物的質量比為1：2~5。
8.根據權利要求4所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，所述異丁烯基三乙氧基硅烷的制備方法，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，所述活潑金屬為鎂，所述2-鹵丙烷為2-溴丙烷，所述溶劑為乙醚，所述減壓蒸餾條件在2kPa下進行減壓蒸餾；所述活潑金屬鎂與2-溴丙烷的摩爾比為1：2；所述碘單質用量為活潑金屬鎂的0.01%；所述氯甲基三乙氧基硅烷與2-溴丙烷的摩爾比為1：1；所述乙醚與2-溴丙烷的摩爾比為1：1。
10.根據權利要求4所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，所述改性納米銀顆粒的制備方法，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，包括異丁烯基三乙氧基硅烷、金屬有機框架材料、鹵代烴類化合物、改性金屬納米顆粒；以質量份計，所述異丁烯基三乙氧基硅烷為100份、金屬有機框架材料5~15份、鹵代烴類化合物10~30份、改性金屬納米顆粒0.4~1.6份。
2.根據權利要求1所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，所述金屬有機框架材料為鉻基金屬有機框架材料；所述鹵代烴類化合物的化學通式為，其中x代表鹵素原子，n?為正整數，n≤20；所述改性金屬納米顆粒為改性納米銀顆粒。
3.根據權利要求2所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑，其特征在于，所述鹵素原子x為溴原子、氯離子、碘離子中的任意一種；所述n為12、14、16、18或20。
4.根據權利要求3所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的一種異丁烯基三乙氧基硅烷浸漬劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述溶劑為甲苯；所述反應溫度為30~70℃，所述攪拌時間為2~6小時。
6.根據權利要求4所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴仁興，戴飛煬，顧秋琴，
申請(專利權)人：大使涂料安徽有限公司，
類型：發明
國別省市：
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