CN103224343A - 混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法 - Google Patents

混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法 Download PDF

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刘山洪
李力
刘兴隆
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Abstract

一种混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法，将尿素和37%的甲醛溶液按比例混合，加入三乙醇胺调节PH值，得到预聚体；将环氧树脂、去离子水、阿拉伯明胶和十二烷基本磺酸钠按比例混合，得到水包油型乳化剂；将预聚体和水包油型乳化剂按比例混合，搅拌均匀，在70oC的水浴锅中恒温反应3小时以上；然后缓慢加入氯化铵调节PH值，继续搅拌2小时以上；加入碳酸钠水溶液调节PH值，自然冷却至水层分离，冷冻干燥后即得混凝土裂纹自修复用微胶囊。本发明的有益技术效果是：制备方法简单，原材料经济安全。

Description

混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法
技术领域
    本发明涉及一种混凝土裂纹自修复技术，尤其涉及一种混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法。
背景技术
混凝土的裂缝修复问题，长期以来一直是学术界和工程界的研究热点。传统的混凝土材料的修复形式主要是定期维护与按时维修，这种消极的、被动的维修方式不仅花费庞大，而且效果不佳。
为了延长建筑物的使用寿命，避免由混凝土构件裂缝所带来的损失，研究人员进行了大量的研究和探索，其中一种思路是在混凝土中添加一些其他材料，从而改变混凝土的特性，使其具备自修复功能；目前国内外多用双环戊二烯做修复剂制成微胶囊，但是采用双环戊二烯（DCPD）为自修复复合材料的修复剂具有如下缺点：用于DPCD开环反应的催化剂如RuCl3、K2RuCl5、Ru(H2O)-(tos)2等价格昂贵；DPCD聚合反应产物的力学性能较低；在自修复过程中，DPCD与催化剂能够接触的概率较小，自修复效果差。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法，其制作步骤为：1）将尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之比为1：2的比例混合并充分搅拌，待尿素溶解完毕后，加入三乙醇胺调节PH值至8~9，然后将混合物在70℃条件下，反应1小时以上，得到粘稠透明的预聚体，备用；
2）将环氧树脂、去离子水、阿拉伯明胶和十二烷基本磺酸钠混合，搅拌1小时以上，得到水包油型乳化剂，备用；
其中，环氧树脂和去离子水按质量比为2:3的比例混合，阿拉伯明胶的质量占混合物总质量的3%，十二烷基本磺酸钠的质量占混合物总质量的1%；
3）将预聚体和水包油型乳化剂按质量比1：1.8的比例混合，搅拌均匀，在70oC的水浴锅中恒温反应3小时以上；然后缓慢加入氯化铵调节PH值至3，继续搅拌2小时以上；加入碳酸钠水溶液调节PH值至7，自然冷却至水层分离，冷冻干燥后即得混凝土裂纹自修复用微胶囊。
本发明的有益技术效果是：制备方法简单，原材料经济安全。
具体实施方式
本发明的原理是：尿素和甲醛为微胶囊的壁材原料，双酚A型环氧树脂为微胶囊的芯材原料，采用原位聚合法合成制得聚脲甲醛包覆环氧树脂的微胶囊，囊芯树脂分子质量在300～2000之间，具有热塑性，在常温下和一般加热条件下,不固化，具备良好的机械强度、电气绝缘、耐化学腐蚀等性能，将本发明的微胶囊以一定比例拌入纤维混凝土中，可有效提高开裂混凝土构件的结构强度。
实施例2
①将尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之比为1：2的比例混合，开动机械搅拌装置，待尿素溶解完毕后，用三乙醇胺调节pH值至8～9，在70oC下反应，1.2小时得到粘稠透明的的预聚体。
在上述反应过程中，反应温度对预聚体的生成起至关重要的作用；反应在50oC时，制得透明液体，此时的产物并不是预聚体；反应温度为70oC时，制得透明粘稠液体，用玻璃棒蘸取该液体少许，滴在大拇指上，两手指摩擦会有粘稠感，并有拉丝现象（细微的）。反应温度在90oC时，制得的是白色浑浊液体，表明已生成高分子聚合物。通过在光学显微镜下的照片也证实70oC时反应得到的是预聚物。
②将环氧树脂、去离子水、阿拉伯明胶和十二烷基本磺酸钠混合，在高速搅拌下搅拌1.5小时得到水包油（O/W）型乳化液。其中，环氧树脂和去离子水按质量比为2:3的比例混合，阿拉伯明胶的质量占混合物总质量的3%，十二烷基本磺酸钠的质量占混合物总质量的1%；
③将①中制得的预聚体与②中的乳化液混合，搅拌均匀，在70oC的水浴锅中恒温反应4小时，然后缓慢加入氯化铵，调节溶液的PH值至3，继续搅拌2.5小时，使胶囊固化。最后，用碳酸钠水溶液调节PH值至7，自然冷却，分离水层，冷冻干燥，即得微胶囊产品。

Claims (1)

1.一种混凝土裂纹自修复用微胶囊的制作方法，其特征在于：其制作步骤为：1）将尿素和37%的甲醛溶液按物质的量之比为1：2的比例混合并充分搅拌，待尿素溶解完毕后，加入三乙醇胺调节PH值至8~9，然后将混合物在70℃条件下，反应1小时以上，得到粘稠透明的预聚体，备用；
2）将环氧树脂、去离子水、阿拉伯明胶和十二烷基本磺酸钠混合，搅拌1小时以上，得到水包油型乳化剂，备用；
其中，环氧树脂和去离子水按质量比为2:3的比例混合，阿拉伯明胶的质量占混合物总质量的3%，十二烷基本磺酸钠的质量占混合物总质量的1%；
3）将预聚体和水包油型乳化剂按质量比1：1.8的比例混合，搅拌均匀，在70oC的水浴锅中恒温反应3小时以上；然后缓慢加入氯化铵调节PH值至3，继续搅拌2小时以上；加入碳酸钠水溶液调节PH值至7，自然冷却至水层分离，冷冻干燥后即得混凝土裂纹自修复用微胶囊。
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