CN110128860A - 一种可快速自修复的防水喷膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可自修复的防水喷膜材料及其制备方法，所述防水喷膜材料由如下重量份的组分组成：20～40wt％丙烯酸镁水溶液100份、5～12wt％经循环冻融的聚乙烯醇水溶液1～6份、氧化剂过硫酸铵0.1～5份、还原剂亚硫酸钠0.01～1份、无机填料4～15份；本发明通过在丙烯酸镁水溶液中添加经循环冻融的聚乙烯醇水溶液，使喷射形成的防水喷膜由单网络结构聚合物凝胶转变为互穿网络结构聚合物凝胶，这不但使喷膜强度和延伸率有大幅度提高，同时使喷膜具有很好的自修复性能。
Description
(一)技术领域
本发明属于防水材料领域，尤其涉及一种可自修复的防水喷膜材料及其制备方法。
(二)背景技术
在隧道和建筑物地下室等项目施工过程中，防水工程至关重要，丙烯酸盐防水喷膜材料就是一种常用的防水材料。日本专利昭61-19683公开了一种以丙烯酸或其衍生物为成膜主体，同时含有氧化剂、还原剂、填料和辅助组分以及水的喷射材料，以专用喷射设备将其喷涂至隧道壁面等需作防渗漏水处理的基面后，使其附着于该基面并发生聚合反应而形成能防止水渗漏的膜层。这一专利开启了人们对丙烯酸盐喷膜防水材料的探索和研究。西南交通大学以及成都嘉洲防水公司对丙烯酸盐喷膜防水材料进行了研究，申请了CN1361225A、CN1803948A、CN102936430A、CN101429352等系列发明专利。
防水凝胶膜由于强度低容易产生破损，破损的防水膜就起不到防水的效果，而处于混凝土间的防水层在损坏后难以修复且成本高。针对防水层的自修复专利CN107573810A、CN105969143A提出了在主料中添加粘合剂微胶囊的技术方法，但方案存在制作微胶囊会增加工艺步骤，提高了喷膜成本，且颗粒状的微胶囊不利于施工。在运输及施工过程中如受外力会出现破损，粘合剂的流出使得后期修复性能下降。我们利用聚乙烯醇溶液具有本征自修复的特性，使其与丙烯酸镁形成互贯网络凝胶，凝胶的力学强度大大增强，自修复时间和效率大大提高。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种可对破损部位进行多次自修复的防水喷膜材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种可自修复的防水喷膜材料，由如下重量份的组分组成：
其中，所述无机填料为二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、蒙脱土中的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述经循环冻融的聚乙烯醇水溶液按如下方法处理得到：将聚乙烯醇水溶液置于-10～-20℃下冷冻1～8h，再将冷冻的聚乙烯醇水溶液置于室温(20～30℃)下解冻10～14h，以此为一次冻融循环周期，循环冻融1～5次。
本发明所述可自修复的防水喷膜材料的制备方法为：
按照配方，将丙烯酸镁水溶液、经循环冻融的聚乙烯醇水溶液、无机填料混合均匀，配制成喷膜材料的主材，将所得喷膜材料的主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂混合均匀制成A剂，另一份添加还原剂混合均匀制成B剂，使用时，将A剂和B剂通过喷枪混合喷涂，瞬间凝胶，得到具有快速自修复性能的防水凝胶膜层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过在丙烯酸镁水溶液中添加经循环冻融的聚乙烯醇水溶液，使喷射形成的防水喷膜由单网络结构聚合物凝胶转变为互穿网络结构(IPN)聚合物凝胶，这不但使喷膜强度和延伸率有大幅度提高，同时使喷膜具有很好的自修复性能。
(四)具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
以下实施例中用到的聚乙烯醇(PVA)产自上海臣启化工科技有限公司，牌号1788。
实施例1
在100份浓度为25％的丙烯酸镁溶液中加入2份浓度为12％的PVA水溶液和15份碳酸钙，搅拌均匀，得到防水喷膜主材，其中PVA水溶液是经过在-10℃下冷冻2小时--解冻12小时冻融循环处理3次。将喷膜主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂过硫酸铵0.1份后混合均匀制成A剂；将另一份添加还原剂亚硫酸钠0.02份混合均匀制成B剂；将A剂和B剂混合浇注成型后得到防水膜。
该防水膜膜层厚度4mm，拉伸强度为1.62MPa，3小时自修复率为31％。
实施例2
在100份浓度为35％的丙烯酸镁溶液中加入4份浓度为9％的PVA水溶液和5份硅藻土，搅拌均匀，得到防水喷膜主材，其中PVA水溶液是经过在-15℃下冷冻4小时--解冻12小时冻融循环处理5次。将喷膜主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂过硫酸铵1.5份后混合均匀制成A剂；将另一份添加还原剂亚硫酸钠0.3份混合均匀制成B剂；将A剂和B剂混合浇注成型后得到防水膜。
该防水膜膜层厚度4mm，拉伸强度为1.09MPa，3小时自修复率为72％。
实施例3
在100份浓度为20％的丙烯酸镁溶液中加入2份浓度为15％的PVA水溶液和9份蒙脱土，搅拌均匀，得到防水喷膜主材，其中PVA水溶液是经过在-20℃下冷冻6小时--解冻12小时冻融循环处理1次。将喷膜主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂过硫酸铵2.5份后混合均匀制成A剂；将另一份添加还原剂亚硫酸钠0.5份混合均匀制成B剂；将A剂和B剂混合浇注成型后得到防水膜。
该防水膜膜层厚度4mm，拉伸强度为1.57MPa，3小时自修复率为59％。
实施例4
在100份浓度为40％的丙烯酸镁溶液中加入6份浓度为6％的PVA水溶液和4份二氧化硅，搅拌均匀，得到防水喷膜主材，其中PVA水溶液是经过在-10℃下冷冻12小时--解冻12小时冻融循环处理2次。将喷膜主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂过硫酸铵1份后混合均匀制成A剂；将另一份添加还原剂亚硫酸钠0.2份混合均匀制成B剂；将A剂和B剂混合浇注成型后得到防水膜。
该防水膜膜层厚度4mm，拉伸强度为1.31MPa，3小时自修复率为62％。
实施例5
在100份浓度为30％的丙烯酸镁溶液中加入1份浓度为9％的PVA水溶液和4份碳酸钙，搅拌均匀，得到防水喷膜主材，其中PVA水溶液是经过在-18℃下冷冻10小时--解冻12小时冻融循环处理3次。将喷膜主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂过硫酸铵1.8份后混合均匀制成A剂；将另一份添加还原剂亚硫酸钠0.6份混合均匀制成B剂；将A剂和B剂混合浇注成型后得到防水膜。
该防水膜膜层厚度4mm，拉伸强度为1.47MPa，3小时自修复率为84％。
本发明所述的可自修复的防水喷膜材料，可以满足JC/T 864-2008(聚合物乳液建筑防水涂料)中的要求，并且可以针对同一破损部位进行多次自修复。
采用本发明的技术方案，并不仅有上述实施例，在实际实施中可有多种等同的变化，但凡是根据发明的技术方案及其发明构思，加以等同替换与改变，均被认为属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种可自修复的防水喷膜材料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
2.如权利要求1所述的可自修复的防水喷膜材料，其特征在于，所述无机填料为二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、蒙脱土中的一种或两种以上任意比例的混合物。
3.如权利要求1所述的可自修复的防水喷膜材料，其特征在于，所述经循环冻融的聚乙烯醇水溶液按如下方法处理得到：
将聚乙烯醇水溶液置于-10～-20℃下冷冻1～8h，再将冷冻的聚乙烯醇水溶液置于室温下解冻10～14h，以此为一次冻融循环周期，循环冻融1～5次。
4.如权利要求1所述的可自修复的防水喷膜材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：
按照配方，将丙烯酸镁水溶液、经循环冻融的聚乙烯醇水溶液、无机填料混合均匀，配制成喷膜材料的主材，将所得喷膜材料的主材等质量一分为二，其中一份添加氧化剂混合均匀制成A剂，另一份添加还原剂混合均匀制成B剂，使用时，将A剂和B剂通过喷枪混合喷涂，瞬间凝胶，得到具有快速自修复性能的防水凝胶膜层。
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| Title |
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| ZHANG HONGJI等: ""Poly(vinyl alcohol) Hydrogel Can Autonomously Self-Heal"", 《ACS MACRO LETTERS》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114605859A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 杭州金州高分子科技有限公司 | 一种耐水、耐高温材料及其制备方法 |
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