本发明属于混凝土防护，具体涉及一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层及其制备方法。
背景技术：
1、凝土具有良好的结构稳定性、耐久性、经济性等优点，能够满足各种不同的工程需求，在现代建筑和基础设施建设发挥着重要作用。在寒区复杂的气候环境下，冻融循环、盐分侵蚀、干湿交替等多种因素耦合作用，导致混凝土材料力学性能显著劣化。在冻融循环作用下，混凝土会产生内外裂缝，导致结构强度和刚度衰减，甚至引发钢筋锈蚀。冻融循环会导致混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、变形特征等基本力学性能和变形性能降低，从而降低混凝土结构的使用性能和承载能力，显著影响寒区水工混凝土的耐久性。
2、抑制水向混凝土内部的渗透是增强混凝土抗冻耐寒性能的有效方法。在混凝土表面涂装有机涂层，如环氧类、丙烯酸类、氯化橡胶类、聚氨酯类等，通过在混凝土表面形成一层致密的保护膜，阻止水在混凝土孔隙中的渗透和扩散，达到防水抗冻的效果。传统有机涂层通过封闭混凝土孔隙以实现防水，但难以达到疏水效果，无法保障混凝土工程在高寒地区抗冰冻害使用需求。氟烷、硅烷类材料具有较低的表面能，且氟硅烷在混凝土中具有良好的渗透性，易在混凝土表面及孔隙表面形成疏水结构，大大增强混凝土的憎水性。然而，现有的氟硅烷类涂层在混凝土表面的附着力较低，在苛刻复杂环境下易脱落，严重制约混凝土抗冻防渗性能。
3、因此，亟需开发具有高附着、优异抗冻防渗性能的混凝土涂层，实现混凝土在高寒及苛刻环境下稳定服役。
技术实现思路
1、技术问题：
2、由于混凝土在经历冻融循环时，需经历零下二十几度的低温，氟硅烷类涂层中树脂分子链发生冻结，降低涂层与混凝土界面结合作用，导致混凝土表面涂层剥离、脱落，无法达到混凝土抗冻的目的。针对以上难题，本发明通过树脂分子网络设计增强混凝土表面涂层附着力的技术方法，通过向涂层中引入与混凝土强相互作用的组元，增强涂层在冻融循环过程中附着力，实现混凝土抗冻防渗的目的。
3、技术方案：
4、本发明的一个目的在于提供一种混凝土表面抗冻防渗涂层，以解决目前混凝土工程在寒区冰冻害问题。
5、为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
6、一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层及其制备方法，其特征在于，该涂层包括以下重量份原料：氟硅烷改性环氧树脂30-40份、固化剂30-60份、固化促进剂0.5-1.5份，润湿剂1-2.5份。
7、进一步地，所述的氟硅烷改性环氧树脂由氟烷及硅烷类物质与环氧化合物组成，所述氟硅烷与环氧化合物的质量比为1：3-1：10。
8、进一步地，所述氟烷为全氟辛基磺酰胺、全氟己基磺酰胺中的一种；所述硅烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基异辛基笼形倍半硅氧烷中的一种。
9、进一步地，所述环氧化合物为双酚a型环氧树脂及多官能基缩水甘油醚树脂组成，所述双酚a型环氧树脂与多官能基缩水甘油醚树脂质量比为4:1-10:1。
10、进一步地，所述氟烷及硅烷类物质中氟烷的质量百分比为20％-40％，其余为硅烷。
11、进一步地，所述双酚a型环氧树脂e51、e35、e20中的任一种；所述多官能基缩水甘油醚树脂为丙三醇三缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种。
12、进一步地，所述固化剂为三乙烯四胺、聚酰胺650、二氨基二苯基甲烷中的一种。
13、进一步地，所述固化剂促进剂为氨基苯酚、甲基二乙醇胺、水杨酸中的一种。
14、进一步地，所述润湿剂为十八碳烯胺乙酸盐、氨基丙胺二油酸酯、脂肪酸环氧乙烷加成物中的一种。
15、本发明的另一个目的在于提供基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)将双酚a型环氧树脂与多官能基缩水甘油醚树脂混合，机械搅拌(300-600r/min)下混合10-20min，得到环氧化合物；
17、(2)将环氧化合物与氟烷及硅烷混合均匀，在60-90℃下反应5-10h得到氟硅烷改性环氧树脂；
18、(3)将氟硅烷改性环氧树脂、固化剂、固化剂促进剂、润湿剂混合均匀，静置10-15min，获得基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层。
19、有益效果：
20、(1)本发明提供的基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，通过高分子化学改性方法将具有低表面能和高渗透性氟硅烷类物质以共价方式引入树脂网络结构中，赋予涂层优异的阻水及抗冻性能；提高混凝土的服役寿命。
21、(2)本发明提供的基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，利用树脂分子链中硅烷结构与混凝土的界面作用，显著增强涂层的附着力；本发明提供的抗冻防渗涂层施工方法简单，适用范围广，易于规模化应用，具有广阔的应用前景。
1.一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，该涂层包括以下重量份原料：氟硅烷改性环氧树脂30-40份、固化剂30-60份、固化促进剂0.5-1.5份，润湿剂1-2.5份；所述的氟硅烷改性环氧树脂由氟烷及硅烷类物质与环氧化合物组成，所述氟烷及硅烷类物质与环氧化合物的质量比为1：3-1：10。
2.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述氟烷及硅烷类物质中氟烷的质量百分比为20％-40％，其余为硅烷。
3.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述氟烷为全氟辛基磺酰胺、全氟己基磺酰胺中的一种；所述硅烷为氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基异辛基笼形倍半硅氧烷中的一种。
4.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述环氧化合物为双酚a型环氧树脂及多官能基缩水甘油醚树脂组成，所述双酚a型环氧树脂与多官能基缩水甘油醚树脂质量比为4:1-10:1。
5.如权利要求4所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂e44、e35、e20中的任一种；所述多官能基缩水甘油醚树脂为丙三醇三缩水甘油醚、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种。
6.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述固化剂为三乙烯四胺、聚酰胺650、二氨基二苯基甲烷中的一种。
7.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述固化剂促进剂为氨基苯酚、甲基二乙醇胺、水杨酸中的一种。
8.如权利要求1所述的一种基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层，其特征在于，所述润湿剂为十八碳烯胺乙酸盐、氨基丙胺二油酸酯、脂肪酸环氧乙烷加成物中的一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的基于氟硅烷改性环氧树脂的抗冻防渗涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
