混凝土裂紋自修復用微膠囊的製作方法

2023-05-31 03:56:11 3

專利名稱：混凝土裂紋自修復用微膠囊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土裂紋自修復技術，尤其涉及一種混凝土裂紋自修復用
微膠囊的製作方法。
背景技術：
混凝土的裂縫修復問題，長期以來一直是學術界和工程界的研究熱點。傳統的混凝土材料的修復形式主要是定期維護與按時維修，這種消極的、被動的維修方式不僅花費龐大，而且效果不佳。為了延長建築物的使用壽命，避免由混凝土構件裂縫所帶來的損失，研究人員進行了大量的研究和探索，其中一種思路是在混凝土中添加一些其他材料，從而改變混凝土的特性，使其具備自修復功能；目前國內外多用雙環戊二烯做修復劑製成微膠囊，但是採用雙環戊二烯(DCPD)為自修復複合材料的修復劑具有如下缺點:用於DPCD開環反應的催化劑如RuC13、K2RuC15、Ru (H2O) - (tos) 2等價格昂貴；DP⑶聚合反應產物的力學性能較低；在自修復過程中，DPCD與催化劑能夠接觸的概率較小，自修復效果差。

發明內容
針對背景技術中的問題，本發明提出了一種混凝土裂紋自修復用微膠囊的製作方法，其製作步驟為:1)將尿素和37%的甲醛溶液按物質的量之比為1:2的比例混合併充分攪拌，待尿素溶解完畢後，加入三乙醇胺調節PH值至8 9，然後將混合物在70°C條件下，反應I小時以上，得到粘稠透明的預聚體，備用；
2)將環氧樹脂、去離子水、阿拉伯明膠和十二烷基本磺酸鈉混合，攪拌I小時以上，得到水包油型乳化劑，備用；
其中，環氧樹脂和去離子水按質量比為2:3的比例混合，阿拉伯明膠的質量佔混合物總質量的3%，十二烷基本磺酸鈉的質量佔混合物總質量的1% ；
3)將預聚體和水包油型乳化劑按質量比1:1.8的比例混合，攪拌均勻，在70°C的水浴鍋中恆溫反應3小時以上；然後緩慢加入氯化銨調節PH值至3，繼續攪拌2小時以上；加入碳酸鈉水溶液調節PH值至7，自然冷卻至水層分離，冷凍乾燥後即得混凝土裂紋自修復用微膠囊。本發明的有益技術效果是:製備方法簡單，原材料經濟安全。
具體實施例方式本發明的原理是:尿素和甲醛為微膠囊的壁材原料，雙酚A型環氧樹脂為微膠囊的芯材原料，採用原位聚合法合成製得聚脲甲醛包覆環氧樹脂的微膠囊，囊芯樹脂分子質量在300 2000之間，具有熱塑性，在常溫下和一般加熱條 件下，不固化，具備良好的機械強度、電氣絕緣、耐化學腐蝕等性能，將本發明的微膠囊以一定比例拌入纖維混凝土中，可有效提高開裂混凝土構件的結構強度。
實施例2
①將尿素和37%的甲醛溶液按物質的量之比為1:2的比例混合，開動機械攪拌裝置，待尿素溶解完畢後，用三乙醇胺調節PH值至8 9，在70° C下反應，1.2小時得到粘稠透明的的預聚體。在上述反應過程中，反應溫度對預聚體的生成起至關重要的作用；反應在50°C時，製得透明液體，此時的產物並不是預聚體；反應溫度為70°C時，製得透明粘稠液體，用玻璃棒蘸取該液體少許，滴在大拇指上，兩手指摩擦會有粘稠感，並有拉絲現象(細微的)。反應溫度在90°C時，製得的是白色渾濁液體，表明已生成高分子聚合物。通過在光學顯微鏡下的照片也證實70°C時反應得到的是預聚物。②將環氧樹脂、去離子水、阿拉伯明膠和十二烷基本磺酸鈉混合，在高速攪拌下攪拌1.5小時得到水包油(0/W)型乳化液。其中，環氧樹脂和去離子水按質量比為2:3的比例混合，阿拉伯明膠的質量佔混合物總質量的3%，十二烷基本磺酸鈉的質量佔混合物總質量的1% ;
③將①中製得的預聚體與②中的乳化液混合，攪拌均勻，在70°C的水浴鍋中恆溫反應4小時，然後緩慢加入氯化銨，調節溶液的PH值至3，繼續攪拌2.5小時，使膠囊固化。最後，用碳酸鈉水溶液調節 PH值至7，自然冷卻，分離水層，冷凍乾燥，即得微膠囊產品。
權利要求
1.一種混凝土裂紋自修復用微膠囊的製作方法，其特徵在於:其製作步驟為:1)將尿素和37%的甲醛溶液按物質的量之比為1:2的比例混合併充分攪拌，待尿素溶解完畢後，力口入三乙醇胺調節PH值至8 9，然後將混合物在70°C條件下，反應I小時以上，得到粘稠透明的預聚體，備用； 2)將環氧樹脂、去離子水、阿拉伯明膠和十二烷基本磺酸鈉混合，攪拌I小時以上，得到水包油型乳化劑，備用； 其中，環氧樹脂和去離子水按質量比為2:3的比例混合，阿拉伯明膠的質量佔混合物總質量的3%，十二烷基本磺酸鈉的質量佔混合物總質量的1% ； 3)將預聚體和水包油型乳化劑按質量比1:1.8的比例混合，攪拌均勻，在70°C的水浴鍋中恆溫反應3小時以上；然後緩慢加入氯化銨調節PH值至3，繼續攪拌2小時以上；加入碳酸鈉水溶液調節PH值至7，自然冷卻至水層分離，冷凍乾燥後即得混凝土裂紋自修復用微膠 囊。
全文摘要
一種混凝土裂紋自修復用微膠囊的製作方法，將尿素和37%的甲醛溶液按比例混合，加入三乙醇胺調節PH值，得到預聚體；將環氧樹脂、去離子水、阿拉伯明膠和十二烷基本磺酸鈉按比例混合，得到水包油型乳化劑；將預聚體和水包油型乳化劑按比例混合，攪拌均勻，在70oC的水浴鍋中恆溫反應3小時以上；然後緩慢加入氯化銨調節PH值，繼續攪拌2小時以上；加入碳酸鈉水溶液調節PH值，自然冷卻至水層分離，冷凍乾燥後即得混凝土裂紋自修復用微膠囊。本發明的有益技術效果是製備方法簡單，原材料經濟安全。
文檔編號C04B24/28GK103224343SQ20131013342
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者劉山洪, 李力, 劉興隆 申請人:重慶交通大學