本发明涉及混泥土抗菌,具体而言,涉及一种用于混凝土表面的防水抗菌剂及其制备方法。
背景技术:
1、水泥基材料是目前使用最为广泛的建筑材料之一,其在筑造成型后,由于长时间与空气中的水分和颗粒物等物质接触,且这些物质容易粘附于混凝土构造物表面,结合雨水等的侵蚀,最终造成混凝土构造物表面受损,严重影响混凝土构造物的功能性、耐久性和美观性,且清洁和维护成本大。
2、水泥在水化过程中,会产生大量微小孔隙和缺陷,且表面分布羟基等基团,导致水泥基材料具有较强的亲水性,因而水泥基材料表面的水分极易在毛细作用下被吸附至水泥基材料内部,从而影响其性能和耐久性。尤其在特殊环境中,如寒冷地区,由于水结冰后体积增大,从而导致水泥基材料表层脱落或开裂;又如海洋环境中,水中存在的大量硫化细菌可附着于混凝土构造物表面,产生酸性代谢产物,导致海工混凝土过早失效。因此,如何提高水泥基材料的防水性能和抗菌能力,对提升水泥基构造物的性能耐久具有重要意义。
3、如公开号为cn113603427a的专利,就公开了一种耐微生物侵蚀防护混凝土及其制备方法,混凝土包括水泥、粗骨料、细骨料、微粉、水、聚羧酸减水剂、耐蚀剂和抗菌颗粒,其中,耐蚀剂中引入有羟丙基壳聚糖,抗菌颗粒包括硝酸银、硝酸铜、纳米二氧化硅和聚乙烯醇粉末。通过引入多种具有不同功效的物质进行复配,以赋予混凝土更多的功能效果。
4、然而,现有的如上述通过多组分混用复配的方式对混凝土进行改良,其在实际使用中所能发挥出的防水抗菌效果有限,且防水抗菌性能不稳定、不持久。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题:
2、针对水泥基构造物表面极易在水和酸性附着物等的侵蚀下出现开裂或脱落的问题,目前多是通过向混凝土及其助剂中引入本身极具防水或抗菌效果的物质组分进行混用复配,使水泥基构造物在使用中也能保持一定的防水抗菌性能,但这种处理方式存在防水抗菌性能不稳定、不持久的问题。
3、本发明采用的技术方案:
4、本发明提供了一种用于混凝土表面的防水抗菌剂,包括改性木质素微球、壳聚糖-ag@sio2粉末和树脂基料;所述改性木质素微球为由烷基三氯硅烷与木质素通过共价结合形成的含超疏水结构微球。
5、优选地,所述改性木质素微球的制备方法,包括如下步骤:
6、a1制备木质素微球;
7、a2将木质素微球置于溶剂中,加水,搅拌分散;再加入烷基三氯硅烷,反应,洗涤干燥,得到所述改性木质素微球。
8、优选地,步骤a1的制备方法包括如下步骤:
9、将木质素置于戊内酯水溶液中,注入去离子水,产生木质素纳米球,透析、离心,冷冻干燥,得到所述木质素微球
10、优选地,所述木质素纳米球的粒径为45-60nm。
11、优选地,所述壳聚糖-ag@sio2粉末为以sio2为芯材、以壳聚糖为壳材的粉末粒子,且壳聚糖表面通过螯合作用沉积银离子。
12、优选地,所述壳聚糖-ag@sio2粉末的制备方法,包括如下步骤:
13、b1分别制备碱性前驱溶液、含有壳聚糖的反应基液;
14、b2将反应基液导入碱性前驱溶液中,搅拌,产生沉淀物;将沉淀物洗涤后,分散于蒸馏水中,加入硝酸银和硼氢化钠,搅拌反应,洗涤干燥,制粉,得到所述壳聚糖-ag@sio2粉末。
15、优选地,所述碱性前驱溶液包括氨水、无水乙醇和水。
16、优选地,反应基液包括壳聚糖、正硅酸乙酯和乙醇。
17、优选地,按质量计,所述改性木质素微球与所述壳聚糖-ag@sio2粉末的用量比为0.8-2.5:1。
18、一种上述用于混凝土表面的防水抗菌剂的制备方法,包括如下步骤:
19、将改性木质素微球和壳聚糖-ag@sio2粉末加入至有机溶剂中,分散均匀,再在搅拌状态下加入树脂基料和固化剂,搅拌混匀,得到所述防水抗菌剂。
20、本发明的有益效果表现在:
21、本发明在不改变现有水泥基材料的技术上,可通过覆涂层进行保护,直接便捷,可适用于现存的混凝土构造件。本发明提供的防水抗菌剂可应用于混凝土及其表面涂层中,有效增强混凝土抵御水分侵入的能力,提升构筑物服役性能。具体地,采用烷基三氯硅烷对木质素进行改性处理,使其通过化学改性来形成超疏水结构,通过在粗糙表面构建微针形乳头和表面蜡质晶体修饰,以实现超疏水表面的防水效果;壳聚糖-ag@sio2粉末在结构等长效稳定的基础上,可抑制细菌在水泥基材料表面的黏附,从而发挥出良好的抗菌性能。
1.一种用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,包括改性木质素微球、壳聚糖-ag@sio2粉末和树脂基料;
2.根据权利要求1所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,所述改性木质素微球的制备方法,包括如下步骤:
3.根据权利要求2所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,步骤a1的制备方法包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,所述木质素纳米球的粒径为45-60nm。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,所述壳聚糖-ag@sio2粉末为以sio2为芯材、以壳聚糖为壳材的粉末粒子,且壳聚糖表面通过螯合作用沉积银离子。
6.根据权利要求5所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,所述壳聚糖-ag@sio2粉末的制备方法,包括如下步骤:
7.根据权利要求5所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,所述碱性前驱溶液包括氨水、无水乙醇和水。
8.根据权利要求5所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,反应基液包括壳聚糖、正硅酸乙酯和乙醇。
9.根据权利要求1所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂,其特征在于,按质量计,所述改性木质素微球与所述壳聚糖-ag@sio2粉末的用量比为0.8-2.5:1。
10.一种权利要求1至9中任意一项所述的用于混凝土表面的防水抗菌剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
