CN112745790B - 一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺 - Google Patents

一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，包括如下重量份原料：改性环氧树脂浆料30‑40份、深层修复颗粒10‑15分、固化剂10‑20份、固化促进剂0.1‑1份、增韧剂5‑6份和稀释剂3‑4份，通过对环氧树脂进行改性，克服传统环氧树脂材料脆性大、抗冲击性大等问题，并且通过添加木质素纳米氧化铝复合颗粒，增大环氧树脂的韧性和抗冲击性，通过添加深层修复颗粒，利用微生物自修复技术，以改性环氧树脂浆料作为第一道裂缝修补主力、微生物修补颗粒作为第二裂缝修补力量，长久有效的对混凝土裂缝进行修复，保证混凝土结构的完整性和耐用性，提高混凝土结构的使用寿命。

Description

一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体的，涉及一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺。
背景技术
由于建筑物所处环境条件的影响或设计不当、施工质量等原因，混凝土产生裂缝是较为常见的，解决裂缝问题是决定混凝土结构是否能够满足使用需要和耐久性的关键。混凝土裂缝是最常见的工程病害，但大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构恢复原有的功能。
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此，要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采用各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作，最常用的修补混凝土裂缝的方法有压力注浆法、开槽填补法和涂膜封闭法。作为裂缝修补的材料目前也有不少产品报道，主要是集中在甲凝材料、丙凝材料、环氧树脂、聚氨酯4种树脂体系，目前传统的裂缝修补胶还存在断裂强度、粘结牢度和防水性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺。
本发明需要解决的技术问题为：
现有技术中，混凝土裂缝修补胶粘接不牢固、断裂强度差，防水修复性能差，并且不能深层二次修复，因此，在混凝土结构裂缝修补过程中使用效果不佳。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，具体包括以下步骤：
第一步，准备如下重量份原料：改性环氧树脂浆料30-40份、深层修复颗粒10-15分、固化剂10-20份、固化促进剂0.1-1份、增韧剂5-6份和稀释剂3-4份，备用；
第二步、将改性环氧树脂浆料和稀释剂在转速100-200r/min条件下混合5-8min，然后加深层修复颗粒，转速不变的条件下，搅拌20-40min，得到甲组分；
第三步、将固化剂和增韧剂加入反应釜中，转速60-100r/min下搅拌5-10min，然后加入固化促进剂，提高转速至300-400r/min，搅拌20-30min，得到乙组分。
进一步地，所述改性环氧树脂浆料的制备方法如下：
步骤S11、向pH值为12的氢氧化钠溶液中加入碱木质素，配制成质量分数25％的碱木质素溶液，将(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵加入去离子水中配制成质量分数60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液，然后将得到的碱木质素溶液与(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液混合，于转速200-300r/min条件下，搅拌5-10min，加入质量分数20％的氢氧化钠溶液，于温度85℃，转速不变的情况下，反应4-6h，然后转移至透析袋中透析3-5天，最后冷冻干燥得到木质素季铵盐；
步骤S12、将硫酸铝、去离子水加入烧杯中，转速60-100r/min条件下搅拌5-10min，得到硫酸铝溶液，将步骤S11制备的木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水加入烧杯，得到木质素季铵盐溶液，将木质素季铵盐溶液滴加至硫酸铝溶液中，转速200-300r/min条件下，搅拌20min后，于温度85℃下保温3h，然后冷却至室温，加入质量分数20％的硫酸溶液调节pH值至7.5，于40℃下陈化2h，然后离心收集沉淀，将沉淀用去离子水洗涤3-5次，最后于100-105℃下干燥至恒重，得到复合纳米颗粒；
步骤S13、将聚醚二元醇加入三口烧瓶中，转速50-100r/min搅拌，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，向三口烧瓶中加入2，4-甲苯二异氰酸酯，在氮气保护下，100℃恒温反应1h，然后将反应产物转移至烧杯中，冷却至室温，加入1,4-丁二醇和三羟基丙烷，转速200-300r/min条件下，搅拌30-40min，得预聚物溶液A；
步骤S14、将环氧树脂E-51加入三口烧瓶中，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，然后向三口烧瓶中加入预聚物溶液A和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，氮气保护下，在油浴加热至120℃恒温，转速300-400r/min条件下，反应1-3h后，冷却至室温，得到聚合物B，将步骤S12得到的复合纳米颗粒加入乙醇中，于频率30-50kHz下超声分散5-10min，得到复合纳米颗粒分散液，将复合纳米颗粒分散液加入聚合物B中，在转速12000r/min条件下剪切15min，然后使用60目的滤网除去大气泡，室温静置24h除去小气泡，即得改性环氧树脂浆料。
进一步地，步骤S11中所述碱木质素溶液、(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液和质量分数20％的氢氧化钠溶液的体积比为1：1-3：0.2-0.4；步骤S12中所述硫酸铝和去离子水的用量比为1-2g：50mL，木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水的用量比为0.4-0.6g：0.1g；50mL,木质素季铵盐溶液和硫酸铝溶液的体积比为1：1；步骤S13中所述聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基丙烷的质量比为20-30：15：5-10：5-10；步骤S14中所述环氧树脂E-51、预聚物溶液A、1，4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为30：10-15：5-8，复合纳米颗粒与乙醇的用量比为1g：3-5mL，复合纳米颗粒分散液与聚合物B的体积比为10-12：100。
本发明以碱木质素为原料，在碱性条件下采用季胺化合反应合成木质素季铵盐，使碱木质素接入正电性官能团，提高碱木质素的水溶性，并且通过沉淀法，利用木质素季铵盐作为改性剂，制备出纳米氧化铝和木质素复合颗粒，以聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯为原料，1,4-丁二醇作为扩链剂和三羟基丙烷作为交联剂，合成了端异氰酸酯基酯为侧链的环氧树脂，1，4-丁二醇二缩水甘油醚外为活性稀释剂，添加复合纳米颗粒，获得以聚氨酯为侧链、含有无机纳米粒子的环氧树脂浆料，改善了传统环氧树脂胶粘材料脆性大、耐冲击性差的问题，由于木质素具有三维空间结构，与无机纳米颗粒复合一方面能够增加颗粒之间的空间位阻作用，提高复合颗粒的分散稳定性，另一方面能够使复合颗粒比表面积提高，且复合颗粒做为改性环氧树脂网络结构的中心，通过与环氧树脂分子间氢键相互作用，提高环氧树脂分子的交联密度，提高材料的机械性能和热稳定性，复合纳米颗粒中含有纳米氧化铝，将纳米氧化铝添加至混凝土结构中，纳米氧化铝具有较大的比表面积和较高的吸附能力和催化活性，水泥水化过程中生成的氢氧化钙可在纳米氧化铝表面形成水化铝酸钙，有助于混凝土结合裂缝的修复。
进一步地，所述深层修复颗粒的制备方法包括以下步骤：
步骤S21、将枯草芽孢杆菌冻干粉按照微生物培养方法进行菌体活化，制备枯草芽孢杆菌菌液，然后将培养所得菌液在离心机中，以转速5000r/min条件下，离心20-30min，离心后的菌液用蒸馏水重悬，并稀释至OD600值为0.40，然后利用真空浸渍法将稀释好的菌液，采用真空法在-0.06MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩表面及内部的孔中，吸附时间为15min，吸附完成后用烘箱将吸附有菌液的膨胀珍珠岩在38-42℃下烘干至恒重，得载微生物膨胀珍珠岩；
步骤S22、将酵母浸膏和去离子加入烧杯中，转速60-100r/min搅拌20min。配质成1.5g/L的酵母浸膏溶液，然后将酵母浸膏溶液用喷壶喷洒至载微生物膨胀珍珠岩上，所述酵母浸膏溶液与载微生物膨胀珍珠岩的用量比为1L：150g；喷洒结束后，将载微生物膨胀珍珠岩在38-42℃下烘干至恒重，得改性膨胀珍珠岩；
步骤S23、、将质量分数35％的硅酸钠溶液、硫酸钠、偏高岭土和水按照质量比1：0.5：2：1混合均匀，得到包裹液，将包裹液转移至喷枪料筒内，对改性膨胀珍珠岩进行4次喷涂，每次喷涂间隔24h，喷涂过程中搅拌，每次改性膨胀珍珠岩与包裹液的用量比为500mL：200mL，最后于25℃环境中放置24h，即得深层修复颗粒。
枯草芽孢杆菌作为好氧型细菌，利用膨胀珍珠的多孔结构，将枯草芽孢杆菌载负于膨胀珍珠岩中，并提供酵母膏溶液作为营养物质，最后以包裹液包裹，不仅增加珍珠岩的强度，而且减少膨胀珍珠岩的吸水率，并且高岭土是经过高温煅烧的无水硅酸铝，具有很高的火山灰效应，在碱激发剂的作用下生产的聚合物与混凝土基质具有良好的相容性，将深层修复颗粒加入混凝土中，一旦混凝土开裂，水分、氧气的进入激活休眠的细菌，经过一系列的生物化学反应，产生矿化物质，填充混凝土的裂缝结构，实现混凝土裂缝修补目的，该修补技术长期有效，不需要外力操作，且微生物矿化反应温和，生成物质为碳酸钙，不仅具有优异的环境友好性和耐久性，而且与混凝土材料相容性良好。
进一步地，所述增韧剂为聚乙烯醇缩乙醛，稀释剂为含苄基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚和苯甲醇中的一种或多种任意比例混合，固化剂为DMP-30、固化促进剂为聚硫醇。
进一步地，该注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶使用时，将甲组分、乙组分按照质量比1-3：1混合均匀，即可使用。
本发明的有益效果：
本发明通过以改性环氧树脂浆料、深层修复颗粒为主料，固化剂、固化促进剂、增韧剂和稀释剂作为辅助剂制备出一种高分子裂缝修补胶，通过对环氧树脂进行改性，克服传统环氧树脂材料脆性大、抗冲击性大等问题，并且通过添加木质素纳米氧化铝复合颗粒，增大环氧树脂的韧性和抗冲击性，通过添加深层修复颗粒，利用微生物自修复技术，以改性环氧树脂浆料作为第一道裂缝修补主力、微生物修补颗粒作为第二裂缝修补力量，长久有效的对混凝土裂缝进行修复，保证混凝土结构的完整性和耐用性，提高混凝土结构的使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，具体包括以下步骤：
第一步，准备如下重量份原料：改性环氧树脂浆料30份、深层修复颗粒10分、固化剂10份、固化促进剂0.1份、增韧剂5份和稀释剂3份，备用；
第二步、将改性环氧树脂浆料和稀释剂在转速100r/min条件下混合5min，然后加深层修复颗粒，转速不变的条件下，搅拌20min，得到甲组分；
第三步、将固化剂和增韧剂加入反应釜中，转速60r/min下搅拌5min，然后加入固化促进剂，提高转速至300r/min，搅拌20min，得到乙组分。
所述改性环氧树脂浆料的制备方法如下：
步骤S11、向pH值为12的氢氧化钠溶液中加入碱木质素，配制成质量分数25％的碱木质素溶液，将(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵加入去离子水中配制成质量分数60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液，然后将得到的碱木质素溶液与(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液混合，于转速200r/min条件下，搅拌5min，加入质量分数20％的氢氧化钠溶液，于温度85℃，转速不变的情况下，反应4h，然后转移至透析袋中透析3天，最后冷冻干燥得到木质素季铵盐；
步骤S12、将硫酸铝、去离子水加入烧杯中，转速60r/min条件下搅拌5min，得到硫酸铝溶液，将步骤S11制备的木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水加入烧杯，得到木质素季铵盐溶液，将木质素季铵盐溶液滴加至硫酸铝溶液中，转速200r/min条件下，搅拌20min后，于温度85℃下保温3h，然后冷却至室温，加入质量分数20％的硫酸溶液调节pH值至7.5，于40℃下陈化2h，然后离心收集沉淀，将沉淀用去离子水洗涤3次，最后于100℃下干燥至恒重，得到复合纳米颗粒；
步骤S13、将聚醚二元醇加入三口烧瓶中，转速50r/min搅拌，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，向三口烧瓶中加入2，4-甲苯二异氰酸酯，在氮气保护下，100℃恒温反应1h，然后将反应产物转移至烧杯中，冷却至室温，加入1,4-丁二醇和三羟基丙烷，转速200r/min条件下，搅拌30min，得预聚物溶液A；
步骤S14、将环氧树脂E-51加入三口烧瓶中，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，然后向三口烧瓶中加入预聚物溶液A和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，氮气保护下，在油浴加热至120℃恒温，转速300r/min条件下，反应1h后，冷却至室温，得到聚合物B，将步骤S12得到的复合纳米颗粒加入乙醇中，于频率30kHz下超声分散5min，得到复合纳米颗粒分散液，将复合纳米颗粒分散液加入聚合物B中，在转速12000r/min条件下剪切15min，然后使用60目的滤网除去大气泡，室温静置24h除去小气泡，即得改性环氧树脂浆料。
步骤S11中所述碱木质素溶液、(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液和质量分数20％的氢氧化钠溶液的体积比为1：1：0.2；步骤S12中所述硫酸铝和去离子水的用量比为1g：50mL，木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水的用量比为0.4g：0.1g：50mL,木质素季铵盐溶液和硫酸铝溶液的体积比为1：1；步骤S13中所述聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基丙烷的质量比为20：15：5：5；步骤S14中所述环氧树脂E-51、预聚物溶液A、1，4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为30：10：5，复合纳米颗粒与乙醇的用量比为1g：3mL，复合纳米颗粒分散液与聚合物B的体积比为10：100。
所述深层修复颗粒的制备方法包括以下步骤：
步骤S21、将枯草芽孢杆菌冻干粉按照微生物培养方法进行菌体活化，制备枯草芽孢杆菌菌液，然后将培养所得菌液在离心机中，以转速5000r/min条件下，离心20min，离心后的菌液用蒸馏水重悬，并稀释至OD600值为0.40，然后利用真空浸渍法将稀释好的菌液，采用真空法在-0.06MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩表面及内部的孔中，吸附时间为15min，吸附完成后用烘箱将吸附有菌液的膨胀珍珠岩在38℃下烘干至恒重，得载微生物膨胀珍珠岩；
步骤S22、将酵母浸膏和去离子加入烧杯中，转速60r/min搅拌20min。配质成1.5g/L的酵母浸膏溶液，然后将酵母浸膏溶液用喷壶喷洒至载微生物膨胀珍珠岩上，所述酵母浸膏溶液与载微生物膨胀珍珠岩的用量比为1L：150g；喷洒结束后，将载微生物膨胀珍珠岩在38℃下烘干至恒重，得改性膨胀珍珠岩；
步骤S23、将质量分数35％的硅酸钠溶液、硫酸钠、偏高岭土和水按照质量比1：0.5：2：1混合均匀，得到包裹液，将包裹液转移至喷枪料筒内，对改性膨胀珍珠岩进行4次喷涂，每次喷涂间隔24h，喷涂过程中搅拌，每次改性膨胀珍珠岩与包裹液的用量比为500mL：200mL，最后于25℃环境中放置24h，即得深层修复颗粒。
所述增韧剂为聚乙烯醇缩乙醛，稀释剂为含苄基缩水甘油醚，固化剂为DMP-30、固化促进剂为聚硫醇。
实施例2
一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，具体包括以下步骤：
第一步，准备如下重量份原料：改性环氧树脂浆料35份、深层修复颗粒12分、固化剂15份、固化促进剂0.5份、增韧剂5份和稀释剂3份，备用；
第二步、将改性环氧树脂浆料和稀释剂在转速150r/min条件下混合7min，然后加深层修复颗粒，转速不变的条件下，搅拌30min，得到甲组分；
第三步、将固化剂和增韧剂加入反应釜中，转速80r/min下搅拌8min，然后加入固化促进剂，提高转速至350r/min，搅拌25min，得到乙组分。
所述改性环氧树脂浆料的制备方法如下：
步骤S11、向pH值为12的氢氧化钠溶液中加入碱木质素，配制成质量分数25％的碱木质素溶液，将(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵加入去离子水中配制成质量分数60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液，然后将得到的碱木质素溶液与(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液混合，于转速250r/min条件下，搅拌8min，加入质量分数20％的氢氧化钠溶液，于温度85℃，转速不变的情况下，反应5h，然后转移至透析袋中透析4天，最后冷冻干燥得到木质素季铵盐；
步骤S12、将硫酸铝、去离子水加入烧杯中，转速80r/min条件下搅拌8min，得到硫酸铝溶液，将步骤S11制备的木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水加入烧杯，得到木质素季铵盐溶液，将木质素季铵盐溶液滴加至硫酸铝溶液中，转速250r/min条件下，搅拌20min后，于温度85℃下保温3h，然后冷却至室温，加入质量分数20％的硫酸溶液调节pH值至7.5，于40℃下陈化2h，然后离心收集沉淀，将沉淀用去离子水洗涤4次，最后于103℃下干燥至恒重，得到复合纳米颗粒；
步骤S13、将聚醚二元醇加入三口烧瓶中，转速60r/min搅拌，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，向三口烧瓶中加入2，4-甲苯二异氰酸酯，在氮气保护下，100℃恒温反应1h，然后将反应产物转移至烧杯中，冷却至室温，加入1,4-丁二醇和三羟基丙烷，转速250r/min条件下，搅拌35min，得预聚物溶液A；
步骤S14、将环氧树脂E-51加入三口烧瓶中，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，然后向三口烧瓶中加入预聚物溶液A和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，氮气保护下，在油浴加热至120℃恒温，转速350r/min条件下，反应2h后，冷却至室温，得到聚合物B，将步骤S12得到的复合纳米颗粒加入乙醇中，于频率40kHz下超声分散8min，得到复合纳米颗粒分散液，将复合纳米颗粒分散液加入聚合物B中，在转速12000r/min条件下剪切15min，然后使用60目的滤网除去大气泡，室温静置24h除去小气泡，即得改性环氧树脂浆料。
步骤S11中所述碱木质素溶液、(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液和质量分数20％的氢氧化钠溶液的体积比为1：2：0.3；步骤S12中所述硫酸铝和去离子水的用量比为1.5g：50mL，木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水的用量比为0.5g：0.1g：50mL,木质素季铵盐溶液和硫酸铝溶液的体积比为1：1；步骤S13中所述聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基丙烷的质量比为25：15：8：8；步骤S14中所述环氧树脂E-51、预聚物溶液A、1，4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为30：12：7，复合纳米颗粒与乙醇的用量比为1g：2mL，复合纳米颗粒分散液与聚合物B的体积比为10：100。
所述深层修复颗粒的制备方法包括以下步骤：
步骤S21、将枯草芽孢杆菌冻干粉按照微生物培养方法进行菌体活化，制备枯草芽孢杆菌菌液，然后将培养所得菌液在离心机中，以转速5000r/min条件下，离心25min，离心后的菌液用蒸馏水重悬，并稀释至OD600值为0.40，然后利用真空浸渍法将稀释好的菌液，采用真空法在-0.06MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩表面及内部的孔中，吸附时间为15min，吸附完成后用烘箱将吸附有菌液的膨胀珍珠岩在40℃下烘干至恒重，得载微生物膨胀珍珠岩；
步骤S22、将酵母浸膏和去离子加入烧杯中，转速80r/min搅拌20min。配质成1.5g/L的酵母浸膏溶液，然后将酵母浸膏溶液用喷壶喷洒至载微生物膨胀珍珠岩上，所述酵母浸膏溶液与载微生物膨胀珍珠岩的用量比为1L：150g；喷洒结束后，将载微生物膨胀珍珠岩在40℃下烘干至恒重，得改性膨胀珍珠岩；
步骤S23、、将质量分数35％的硅酸钠溶液、硫酸钠、偏高岭土和水按照质量比1：0.5：2：1混合均匀，得到包裹液，将包裹液转移至喷枪料筒内，对改性膨胀珍珠岩进行4次喷涂，每次喷涂间隔24h，喷涂过程中搅拌，每次改性膨胀珍珠岩与包裹液的用量比为500mL：200mL，最后于25℃环境中放置24h，即得深层修复颗粒。
所述增韧剂为聚乙烯醇缩乙醛，稀释剂为含苄基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚和苯甲醇中的一种或多种任意比例混合，固化剂为DMP-30、固化促进剂为聚硫醇。
实施例3
一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，具体包括以下步骤：
第一步，准备如下重量份原料：改性环氧树脂浆料40份、深层修复颗粒15分、固化剂20份、固化促进剂1份、增韧剂6份和稀释剂4份，备用；
第二步、将改性环氧树脂浆料和稀释剂在转速200r/min条件下混合8min，然后加深层修复颗粒，转速不变的条件下，搅拌40min，得到甲组分；
第三步、将固化剂和增韧剂加入反应釜中，转速100r/min下搅拌10min，然后加入固化促进剂，提高转速至400r/min，搅拌30min，得到乙组分。
所述改性环氧树脂浆料的制备方法如下：
步骤S11、向pH值为12的氢氧化钠溶液中加入碱木质素，配制成质量分数25％的碱木质素溶液，将(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵加入去离子水中配制成质量分数60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液，然后将得到的碱木质素溶液与(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液混合，于转速300r/min条件下，搅拌10min，加入质量分数20％的氢氧化钠溶液，于温度85℃，转速不变的情况下，反应6h，然后转移至透析袋中透析5天，最后冷冻干燥得到木质素季铵盐；
步骤S12、将硫酸铝、去离子水加入烧杯中，转速100r/min条件下搅拌10min，得到硫酸铝溶液，将步骤S11制备的木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水加入烧杯，得到木质素季铵盐溶液，将木质素季铵盐溶液滴加至硫酸铝溶液中，转速300r/min条件下，搅拌20min后，于温度85℃下保温3h，然后冷却至室温，加入质量分数20％的硫酸溶液调节pH值至7.5，于40℃下陈化2h，然后离心收集沉淀，将沉淀用去离子水洗涤3-5次，最后于105℃下干燥至恒重，得到复合纳米颗粒；
步骤S13、将聚醚二元醇加入三口烧瓶中，转速100r/min搅拌，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，向三口烧瓶中加入2，4-甲苯二异氰酸酯，在氮气保护下，100℃恒温反应1h，然后将反应产物转移至烧杯中，冷却至室温，加入1,4-丁二醇和三羟基丙烷，转速300r/min条件下，搅拌40min，得预聚物溶液A；
步骤S14、将环氧树脂E-51加入三口烧瓶中，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，然后向三口烧瓶中加入预聚物溶液A和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，氮气保护下，在油浴加热至120℃恒温，转速400r/min条件下，反应3h后，冷却至室温，得到聚合物B，将步骤S12得到的复合纳米颗粒加入乙醇中，于频率50kHz下超声分散10min，得到复合纳米颗粒分散液，将复合纳米颗粒分散液加入聚合物B中，在转速12000r/min条件下剪切15min，然后使用60目的滤网除去大气泡，室温静置24h除去小气泡，即得改性环氧树脂浆料。
步骤S11中所述碱木质素溶液、(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵溶液和质量分数20％的氢氧化钠溶液的体积比为1：3：0.4；步骤S12中所述硫酸铝和去离子水的用量比为2g：50mL，木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水的用量比为0.6g：0.1g：50mL,木质素季铵盐溶液和硫酸铝溶液的体积比为1：1；步骤S13中所述聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基丙烷的质量比为30：15：10：10；步骤S14中所述环氧树脂E-51、预聚物溶液A、1，4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为30：15：8，复合纳米颗粒与乙醇的用量比为1g：5mL，复合纳米颗粒分散液与聚合物B的体积比为12：100。
所述深层修复颗粒的制备方法包括以下步骤：
步骤S21、将枯草芽孢杆菌冻干粉按照微生物培养方法进行菌体活化，制备枯草芽孢杆菌菌液，然后将培养所得菌液在离心机中，以转速5000r/min条件下，离心30min，离心后的菌液用蒸馏水重悬，并稀释至OD600值为0.40，然后利用真空浸渍法将稀释好的菌液，采用真空法在-0.06MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩表面及内部的孔中，吸附时间为15min，吸附完成后用烘箱将吸附有菌液的膨胀珍珠岩在42℃下烘干至恒重，得载微生物膨胀珍珠岩；
步骤S22、将酵母浸膏和去离子加入烧杯中，转速100r/min搅拌20min。配质成1.5g/L的酵母浸膏溶液，然后将酵母浸膏溶液用喷壶喷洒至载微生物膨胀珍珠岩上，所述酵母浸膏溶液与载微生物膨胀珍珠岩的用量比为1L：150g；喷洒结束后，将载微生物膨胀珍珠岩在42℃下烘干至恒重，得改性膨胀珍珠岩；
步骤S23、将质量分数35％的硅酸钠溶液、硫酸钠、偏高岭土和水按照质量比1：0.5：2：1混合均匀，得到包裹液，将包裹液转移至喷枪料筒内，对改性膨胀珍珠岩进行4次喷涂，每次喷涂间隔24h，喷涂过程中搅拌，每次改性膨胀珍珠岩与包裹液的用量比为500mL：200mL，最后于25℃环境中放置24h，即得深层修复颗粒。
所述增韧剂为聚乙烯醇缩乙醛，稀释剂为含苄基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚和苯甲醇中的一种或多种任意比例混合，固化剂为DMP-30、固化促进剂为聚硫醇。
对比例
本对比例为市场上常见的一种裂缝修补胶。
将实施例1-3和对比例的裂缝修补胶进行性能测试，具体检测方法如下：
拉伸强度、断裂伸长率：按GB/T2568，用XLM-智能电子拉力实验机测试，拉伸速度为200mm/min，粘接强度：用“8”字膜拉开法在水泥抗张抗拉实验机上测试。具体检测结果如下表所示：
检测内容 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
拉伸强度/MPa 35 34 36 25
断裂伸长率/％ 13 11 12 6
粘接强度/MPa 4.0 3.8 3.8 3.2
由上表可以看出，实施例1-3在拉伸强度、断裂伸长率和粘接强度测试中，测试结果优于对比例，说明本发明制备的注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶具有优异的断裂强度和粘接牢度。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步，准备如下重量份原料：改性环氧树脂浆料30-40份、深层修复颗粒10-15分、固化剂10-20份、固化促进剂0.1-1份、增韧剂5-6份和稀释剂3-4份，备用；
第二步、将改性环氧树脂浆料和稀释剂在转速100-200r/min条件下混合5-8min，然后加深层修复颗粒，转速不变的条件下，搅拌20-40min，得到甲组分；
第三步、将固化剂和增韧剂加入反应釜中，转速60-100r/min下搅拌5-10min，然后加入固化促进剂，提高转速至300-400r/min，搅拌20-30min，得到乙组分；
所述改性环氧树脂浆料的制备方法如下：
步骤S11、向pH值为12的氢氧化钠溶液中加入碱木质素，配制成质量分数25%的碱木质素溶液，将（3-氯-2-羟丙基）三甲基氯化铵加入去离子水中配制成质量分数60%的（3-氯-2-羟丙基）三甲基氯化铵溶液，然后将得到的碱木质素溶液与（3-氯-2-羟丙基）三甲基氯化铵溶液混合，于转速200-300r/min条件下，搅拌5-10min，加入质量分数20%的氢氧化钠溶液，于温度85℃，转速不变的情况下，反应4-6h，然后转移至透析袋中透析3-5天，最后冷冻干燥得到木质素季铵盐；
步骤S12、将硫酸铝、去离子水加入烧杯中，转速60-100r/min条件下搅拌5-10min，得到硫酸铝溶液，将步骤S11制备的木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水加入烧杯，得到木质素季铵盐溶液，将木质素季铵盐溶液滴加至硫酸铝溶液中，转速200-300r/min条件下，搅拌20min后，于温度85℃下保温3h，然后冷却至室温，加入质量分数20%的硫酸溶液调节pH值至7.5，于40℃下陈化2h，然后离心收集沉淀，将沉淀用去离子水洗涤3-5次，最后于100-105℃下干燥至恒重，得到复合纳米颗粒；
步骤S13、将聚醚二元醇加入三口烧瓶中，转速50-100r/min搅拌，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，向三口烧瓶中加入2，4-甲苯二异氰酸酯，在氮气保护下，100℃恒温反应1h，然后将反应产物转移至烧杯中，冷却至室温，加入1,4-丁二醇和三羟基丙烷，转速200-300r/min条件下，搅拌30-40min，得预聚物溶液A；
步骤S14、将环氧树脂E-51加入三口烧瓶中，100℃油浴加热下，回流脱水反应1h，然后向三口烧瓶中加入预聚物溶液A和1，4-丁二醇二缩水甘油醚，氮气保护下，在油浴加热至120℃恒温，转速300-400r/min条件下，反应1-3h后，冷却至室温，得到聚合物B，将步骤S12得到的复合纳米颗粒加入乙醇中，于频率30-50kHz下超声分散5-10min，得到复合纳米颗粒分散液，将复合纳米颗粒分散液加入聚合物B中，在转速12000r/min条件下剪切15min，然后使用60目的滤网除去大气泡，室温静置24h除去小气泡，即得改性环氧树脂浆料；
所述深层修复颗粒的制备方法包括以下步骤：
步骤S21、将枯草芽孢杆菌冻干粉按照微生物培养方法进行菌体活化，制备枯草芽孢杆菌菌液，然后将培养所得菌液在离心机中，以转速5000r/min条件下，离心20-30min，离心后的菌液用蒸馏水重悬，并稀释至OD600值为0.40，然后利用真空浸渍法将稀释好的菌液，采用真空法在-0.06MPa压力下吸附在膨胀珍珠岩表面及内部的孔中，吸附时间为15min，吸附完成后用烘箱将吸附有菌液的膨胀珍珠岩在38-42℃下烘干至恒重，得载微生物膨胀珍珠岩；
步骤S22、将酵母浸膏和去离子水加入烧杯中，转速60-100r/min搅拌20min，配制成1.5g/L的酵母浸膏溶液，然后将酵母浸膏溶液用喷壶喷洒至载微生物膨胀珍珠岩上，所述酵母浸膏溶液与载微生物膨胀珍珠岩的用量比为1L：150g；喷洒结束后，将载微生物膨胀珍珠岩在38-42℃下烘干至恒重，得改性膨胀珍珠岩；
步骤S23、将质量分数35%的硅酸钠溶液、硫酸钠、偏高岭土和水按照质量比1：0.5：2：1混合均匀，得到包裹液，将包裹液转移至喷枪料筒内，对改性膨胀珍珠岩进行4次喷涂，每次喷涂间隔24h，喷涂过程中搅拌，每次改性膨胀珍珠岩与包裹液的用量比为500mL：200mL，最后于25℃环境中放置24h，即得深层修复颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，其特征在于，步骤S11中所述碱木质素溶液、（3-氯-2-羟丙基）三甲基氯化铵溶液和质量分数20%的氢氧化钠溶液的体积比为1：1-3：0.2-0.4；步骤S12中所述硫酸铝和去离子水的用量比为1-2g：50mL，木质素季铵盐、氢氧化钠和去离子水的用量比为0.4-0.6g：0.1g：50mL,木质素季铵盐溶液和硫酸铝溶液的体积比为1：1；步骤S13中所述聚醚二元醇、2，4-甲苯二异氰酸酯、1,4-丁二醇和三羟基丙烷的质量比为20-30：15：5-10：5-10；步骤S14中所述环氧树脂E-51、预聚物溶液A、1，4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为30：10-15：5-8，复合纳米颗粒与乙醇的用量比为1g：3-5mL，复合纳米颗粒分散液与聚合物B的体积比为10-12：100。
3.根据权利要求1所述的一种注浆型高分子粘结剂裂缝修补胶的制备工艺，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯醇缩乙醛，稀释剂为含苄基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚和苯甲醇中的一种或多种任意比例混合，固化剂为DMP-30、固化促进剂为聚硫醇。
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