CN105198296A - 一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，它由以下方法制备得到：1)将高岭土煅烧得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂按照质量比1：1混合搅拌均匀，注入模具中振捣密实成型，于养护箱中带模养护，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；2)在偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，或者以喷雾方式在偏高岭土基地质聚合物表面施加液体疏水改性剂，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干即得到。本发明显著增强了偏高岭土基地质聚合物防水渗透的能力以及耐酸、碱、盐的性能，使其可用于需要防水渗透及耐盐、耐酸和耐碱场合，能够防止水体浸透，延长材料服役寿命。

Description

一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物及其制备方法。
背景技术
地质聚合物(gepolymer)是20世纪80年代初期由法国科学家JosephDavidovits提出的概念，为非晶质至半晶质三维硅铝酸盐材料。许多具有火山灰活性的矿物质原料均可用于制备地质聚合物，其中以偏高岭土为原料的地质聚合物性能更优异。地质聚合物因其制备条件温和，具有环境友好特性，是极有发展前景的绿色材料。
由于构成地质聚合物的材料成分一般为铝硅酸盐，材料表面本身存在羟基，即便是经过高温改性过的材料如偏高岭土，在再水化过程中也会生成新的表面羟基，故整体材料表面为极性的亲水表面，在水环境中，尤其是具有一定酸、碱性或盐度的水环境中材料会受到侵蚀，从而损害其固有的性能，使得材料的使用寿命周期缩短。
本发明通过涂敷疏水改性剂对地质聚合物材料表面进行疏水改性，从而使其由亲水表面改性为憎水表面，使其具有防水功能，对酸、碱、盐等水环境有耐候性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物及其制备方法，该偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角达132°，可用于需要防水渗透及耐盐、耐酸和耐碱场合如港口、码头、堤防工程等，能够防止水体浸透，延长材料服役寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，它由以下方法制备得到：
1)将高岭土煅烧得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm以下的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂按照质量比1：1混合搅拌均匀，注入模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护3-7天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。
按上述方案，步骤1)所述煅烧工艺为在850℃温度下煅烧5h。
按上述方案，步骤1)所述液体激发剂为水玻璃和氢氧化钠的混合物，按照质量比水玻璃:氢氧化钠＝8:1混合，混合后激发剂的模数为1.5。
按上述方案，步骤2)所述液体疏水改性剂含Fe3+离子浓度为0.005-0.01mol/L，含硬脂酸浓度为40g/L。
按上述方案，所述偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角为120-140°。
本发明具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物的制备方法步骤如下：
1)将高岭土煅烧得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm以下的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂按照质量比1：1混合搅拌均匀，注入模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护3-7天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。
本发明通过地质聚合物材料的表面羟基与脂肪酸分子羧基端的酯化反应，将脂肪链以共价键形式结合在地质聚合物表面，从而达到疏水目的。具体做法是配制负载有常温酯化反应催化剂的脂肪酸溶液，作为液体疏水改性剂。在常温条件下，短时间内(涂刷或喷雾操作期间)促进这种固-液界面上的非均相酯化反应。FeCl3是一种强的Lewis酸，可以作为常温酯化反应的催化剂，催化机理是Lewis酸的外层空轨道与羧酸的羰基形成较为稳定的络合物，该络合物再与固体表面的硅(铝)醇羟基进行反应，其活化能就会显著降低，而反应效率明显提高。
本发明的有益效果在于：本发明通过涂刷方式或喷雾的形式将液体疏水改性剂施加于偏高岭土基地质聚合物表面，并且所用液体疏水改性剂原料价格低廉、无毒副作用，具有环境友好性，该制备方法操作简单，易于推广；另外，经疏水改性的地质聚合物材料表面由极性亲水表面转变为非极性疏水表面，显著增强了其防水渗透的能力以及耐酸、碱、盐的性能，使其可用于需要防水渗透及耐盐、耐酸和耐碱场合如港口、码头、堤防工程等，能够防止水体浸透，延长材料服役寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的偏高岭土基地质聚合物及疏水改性后所得具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物的表面疏水效果图；
图2为实施例2所制备的偏高岭土基地质聚合物(a)及疏水改性后所得具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物(b,c)的表面疏水效果图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例所用液体疏水改性剂配制方法为每1L水中投放2g六水氯化铝及40g硬脂酸(硬脂酸预先用乙醇溶解后加入)。
实施例1
制备具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，步骤如下：
1)将高岭土于850℃煅烧5h得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂(水玻璃和氢氧化钠的混合物，模数为1.5)按照质量比1：1混合搅拌120s，注入2cm*2cm*0.5cm钢模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护3天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，涂刷2-3遍，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。经测试，该偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角为132°。
如图1所示为本实施例所制备的偏高岭土基地质聚合物及疏水改性后所得具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物的表面疏水效果图，沉入水底的为未改性的偏高岭土基地质聚合物，浮于水平面的为的疏水改性后的偏高岭土基地质聚合物，说明改性后该偏高岭土基地质聚合物表面具有超疏水性能。
实施例2
制备具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，步骤如下：
1)将高岭土于850℃煅烧5h得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂(水玻璃和氢氧化钠的混合物，模数为1.5)按照质量比1：1混合搅拌120s，注入2cm*2cm*2cm钢模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护5天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，涂刷2-3遍，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。经测试，该偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角为128°。
如图2所示为本实施例所制备的偏高岭土基地质聚合物(a)及疏水改性后的偏高岭土基地质聚合物(b,c)的表面疏水效果图，可见改性后偏高岭土基地质聚合物具有超疏水表面。
实施例3
制备具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，步骤如下：
1)将高岭土于850℃煅烧5h得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂(水玻璃和氢氧化钠的混合物，模数为1.5)按照质量比1：1混合搅拌120s，注入10cm*10cm*10cm钢模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护7天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，涂刷2-3遍，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。经测试，该偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角为125°。

Claims (6)

1.一种具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，其特征在于，它由以下方法制备得到：
1)将高岭土煅烧得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm以下的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂按照质量比1：1混合搅拌均匀，注入模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护3-7天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。
2.根据权利要求1所述的具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，其特征在于，步骤1)所述煅烧工艺为在850℃温度下煅烧5h。
3.根据权利要求1所述的具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，其特征在于，步骤1)所述液体激发剂为水玻璃和氢氧化钠的混合物，按照质量比水玻璃:氢氧化钠＝8:1混合，混合后激发剂的模数为1.5。
4.根据权利要求1所述的具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，其特征在于，步骤2)所述液体疏水改性剂含Fe3+离子浓度为0.005-0.01mol/L，含硬脂酸浓度为40g/L。
5.根据权利要求1所述的具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物，其特征在于，所述偏高岭土基地质聚合物表面静态水接触角为120-140°。
6.一种权利要求1-5任一所述的具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)将高岭土煅烧得到偏高岭土，再将所得偏高岭土粉磨得到平均粒度为2μm以下的偏高岭土粉末，将偏高岭土粉末与液体激发剂按照质量比1：1混合搅拌均匀，注入模具中振捣密实成型，于40℃养护箱中带模养护3-7天，脱模得到偏高岭土基地质聚合物；
2)在步骤1)所得偏高岭土基地质聚合物表面涂刷液体疏水改性剂，确保偏高岭土基地质聚合物表面完全被润湿，再自然风干得到具有超疏水表面的偏高岭土基地质聚合物。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107244839A (zh) * 2017-05-06 2017-10-13 湖南七纬科技有限公司 一种陶瓷砖抛光粉基地质聚合物及其制备方法
CN108395277A (zh) * 2018-03-27 2018-08-14 武汉理工大学 一种混凝土表面疏水改性剂及其制备方法
CN110142021A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 沈阳建筑大学 一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用
CN110183158A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 广西大学 一种超疏水涂层的制备方法
CN112390576A (zh) * 2020-11-11 2021-02-23 武汉工程大学 基于钛酸钾晶须改性的高强度高疏水性多孔地质聚合物保温材料及其制备方法、应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5342595A (en) * 1990-03-07 1994-08-30 Joseph Davidovits Process for obtaining a geopolymeric alumino-silicate and products thus obtained
CN102745928A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 武汉理工大学 一种高活性改性偏高岭土基混凝土矿物掺合料及其制备方法
CN104098281A (zh) * 2013-04-03 2014-10-15 神华集团有限责任公司 一种地质聚合物组合物、地质聚合物材料及其制备方法
CN104291741A (zh) * 2013-07-20 2015-01-21 吕孟龙 憎水改性碱激发无机聚合物涂覆修复材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5342595A (en) * 1990-03-07 1994-08-30 Joseph Davidovits Process for obtaining a geopolymeric alumino-silicate and products thus obtained
CN102745928A (zh) * 2012-07-24 2012-10-24 武汉理工大学 一种高活性改性偏高岭土基混凝土矿物掺合料及其制备方法
CN104098281A (zh) * 2013-04-03 2014-10-15 神华集团有限责任公司 一种地质聚合物组合物、地质聚合物材料及其制备方法
CN104291741A (zh) * 2013-07-20 2015-01-21 吕孟龙 憎水改性碱激发无机聚合物涂覆修复材料

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107244839A (zh) * 2017-05-06 2017-10-13 湖南七纬科技有限公司 一种陶瓷砖抛光粉基地质聚合物及其制备方法
CN107244839B (zh) * 2017-05-06 2019-07-12 湖南七纬科技有限公司 一种陶瓷砖抛光粉基地质聚合物及其制备方法
CN108395277A (zh) * 2018-03-27 2018-08-14 武汉理工大学 一种混凝土表面疏水改性剂及其制备方法
CN110142021A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 沈阳建筑大学 一种基于偏高岭土基地质聚合物的氨氮吸附剂、制备方法及应用
CN110183158A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 广西大学 一种超疏水涂层的制备方法
CN112390576A (zh) * 2020-11-11 2021-02-23 武汉工程大学 基于钛酸钾晶须改性的高强度高疏水性多孔地质聚合物保温材料及其制备方法、应用

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