与季铵基团相邻的亚甲基的弯曲振动吸收峰,这进一步说明通过静电吸引 作用,甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵成功的修饰于二氧化硅气凝胶上。
[0019]采用荷兰Philips的Nan〇Sem430场发射扫描电子显微镜分别对经甲基丙烯酰氧乙 基十二烷基三甲基氯化铵修饰的二氧化硅气凝胶和生土防水保温涂料固化后的断面进行 观察,如图3所示,经甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵修饰的二氧化硅气凝胶具有 二氧化硅纳米粒子连接形成的三维网络结构,纳米级的孔洞分布较为均匀。在经甲基丙烯 酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵修饰的二氧化硅气凝胶与PMMA乳液聚合得到的生土防水 保温涂料在固化后并未显著改变材料的微观结构,涂料内部仍然具有二氧化硅纳米粒子连 接形成的三维网络结构,而且纳米级的孔洞分布较为均匀。经贝士德仪器科技(北京)有限 公司的氮吸附比表面积测定仪测定,利用本发明的生土防水保温涂料形成的涂料层的孔隙 率平均为93-95%,孔径分布较为均匀。
[0020] 本发明的生土防水保温涂料在生土防水保温中的应用,在进行使用时使用涂料在 生土表面进行喷涂或者刷涂,以在生土表面形成防水保温涂层,防水保温涂层厚度为0.1- 1mm,优选0.3-0.8mm。参考国标GB/T 19250-2003对涂料的不透水性进行测试,生土防水保 温涂料具有较高的不透水性。采用西安夏溪电子科技有限公司TC3000E型导热系数仪对涂 料的导热系数进行测定,平均为0.01 - O.C^Wm^r1,生土防水保温涂料具有极低的导热性 能,体现了很高的保温性。
[0021] 因此,本发明所述一种生土防水保温涂料的制备方法,在步骤1,利用二氧化硅气 凝胶湿凝胶表面硅羟基的负电荷与甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵正电荷的静 电吸引作用,将甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵吸附于湿凝胶表面,经过超临界 干燥后,甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵分子仍然未脱离气凝胶表面,显示出很 强的相互作用。步骤2利用气凝胶表面静电吸引作用吸附的甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三 甲基氯化铵分子上的不饱和键与甲基丙烯酸甲酯在乳液体系下共聚,可将共聚物分子链引 入气凝胶表面,共聚物大分子链均匀包裹在气凝胶骨架表面,可使涂料产物保持三维网状 结构,拥有绝佳的保温性能。
【附图说明】
[0022]图1为Zeta电位图,其中a为采用本发明步骤1的工艺方法制备的二氧化硅气凝胶, b为甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵和甲基丙烯酸甲酯的共聚物溶液,c为采用本 发明步骤1的工艺方法制备的二氧化硅气凝胶湿凝胶,d为采用本发明步骤1的工艺方法制 备的二氧化硅气凝胶。
[0023]图2为傅里叶变换红外光谱图,其中a为未经甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯 化铵修饰的二氧化硅气凝胶;b为经甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵修饰的二氧 化娃气凝胶。
[0024]图3为SEM照片,其中a为经甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵修饰的二氧 化硅气凝胶;b为生土防水保温涂料固化后的断面。
【具体实施方式】
[0025]下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案,其中甲基丙烯酰氧乙基十二 烷基三甲基氯化铵购自Sigma-Aldrich公司;其他试剂和原料均购自天津市科密欧化学试 剂有限公司,超临界干燥设备采用的是海安县石油科研仪器有限公司C0 2超临界高压萃取 装置。
[0026] 实施例1
[0027] 在80g正娃酸乙酯中加入0. lgl2mol/L盐酸,室温搅拌28min后静置35min,随后加 入0.14氢氧化钠,搅拌至其完全溶解,将上述溶液静置2h后得到湿凝胶,在湿凝胶中加入 〇.2g甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵,静置6h后,将产物置于C0 2超临界高压萃取 装置中,以C02为介质在温度33°C和气压7MPa下进行超临界干燥3h,即可得到二氧化硅气凝 胶,将〇.lg十二烷基硫酸钠溶于50g去离子水,将10g二氧化硅气凝胶用50g无水乙醇润湿后 加入到十二烷基硫酸钠中,搅拌并超声60min。然后将其转移到装有搅拌器、回流冷凝管、滴 液漏斗以及温度计的四口烧瓶中,充氮气30min以排除空气,并逐步升温到70°C。开始滴加 80g甲基丙烯酸甲酯,30min内滴完,滴完后,继续搅拌,并且充氮气大约lOmin后,升温至72 °C,加入O.lg过硫酸钾和0.05g碳酸钾,继续反应5h,冷却至25°C后,即得到生土防水保温涂 料。
[0028] 实施例2
[0029] 在110g正娃酸乙酯中加入0.8gl2mol/L盐酸,室温搅拌30min后静置150min,随后 加入0.01氢氧化钠,搅拌至其完全溶解,将上述溶液静置3h后得到湿凝胶,在湿凝胶中加入 〇.6g甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵,静置3h后,将产物置于C0 2超临界高压萃取 装置中,以C02为介质在温度46°C和气压8MPa下进行超临界干燥3h,即可得到二氧化硅气凝 胶,将〇.3g十二烷基硫酸钠溶于100g去离子水,将15g二氧化硅气凝胶用54g无水乙醇润湿 后加入到十二烷基硫酸钠中,搅拌并超声25min。然后将其转移到装有搅拌器、回流冷凝管、 滴液漏斗以及温度计的四口烧瓶中,充氮气30min以排除空气,并逐步升温到57°C。开始滴 加82g甲基丙烯酸甲酯,24min内滴完,滴完后,继续搅拌,并且充氮气大约12min后,升温至 75°C,加入0.3g过硫酸钾和0.01g碳酸钾,继续反应6h,冷却至30°C后,即得到生土防水保温 涂料。
[0030] 实施例3
[0031 ] 在150g正娃酸乙酯中加入0.2gl2mol/L盐酸,室温搅拌5min后静置180min,随后加 入ο. 16氢氧化钠,搅拌至其完全溶解,将上述溶液静置6h后得到湿凝胶,在湿凝胶中加入 〇.7g甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵,静置5h后,将产物置于C02超临界高压萃取 装置中,以C0 2为介质在温度50°C和气压9MPa下进行超临界干燥3h,即可得到二氧化硅气凝 胶,将〇. 5g十二烷基硫酸钠溶于65g去离子水,将18g二氧化硅气凝胶用53g无水乙醇润湿后 加入到十二烷基硫酸钠中,搅拌并超声52min。然后将其转移到装有搅拌器、回流冷凝管、滴 液漏斗以及温度计的四口烧瓶中,充氮气30min以排除空气,并逐步升温到64 °C。开始滴加 84g甲基丙烯酸甲酯,16min内滴完,滴完后,继续搅拌,并且充氮气大约16min后,升温至76 °C,加入0.4g过硫酸钾和0.02g碳酸钾,继续反应7h,冷却至26°C后,即得到生土防水保温涂 料。
[0032] 实施例4
[0033] 在142g正娃酸乙酯中加入0.5gl2mol/L盐酸,室温搅拌21min后静置30min,随后加 入0.2氢氧化钠,搅拌至其完全溶解,将上述溶液静置5h后得到湿凝胶,在湿凝胶中加入1 g 甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵,静置2h后,将产物置于C02超临界高压萃取装置 中,以C0 2为介质在温度37°C和气压lOMPa下进行超临界干燥3h,即可得到二氧化硅气凝胶, 将0.2g十二烷基硫酸钠溶于85g去离子水,将17g二氧化硅气凝胶用56g无水乙醇润湿后加 入到十二烷基硫酸钠中,搅拌并超声45min。然后将其转移到装有搅拌器、回流冷凝管、滴液 漏斗以及温度计的四口烧瓶中,充氮气30min以排除空气,并逐步升温到53 °C。开始滴加86g 甲基丙烯酸甲酯,29min内滴完,滴完后,继续搅拌,并且充氮气大约18min后,升温至84°C, 加入0.15g过硫酸钾和0.04g碳酸钾,继续反应8h,冷却至40°C后,即得到生土防水保温涂 料。
[0034] 实施例5
[0035] 在95g正娃酸乙酯中加入lgl2mol/L盐酸,室温搅拌13min后静置68min,随后加入 0.1氢氧化钠,搅拌至其完全溶解,将上述溶液静置4h后得到湿凝胶,在湿凝胶中加入0.3g 甲基丙烯酰氧乙基十二烷基三甲基氯化铵,静置4h后,将产物置于C02超临界高压萃取装置 中,以⑶ 2为介质在温度45°C和气压8.5MPa下进行超临