CN112831233A - 一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水建材技术领域，公开了一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺，包括以下重量份的原料：纯丙烯酸聚合物乳液30‑40重量份、改性碳纤维粉末6‑12重量份、丁腈橡胶12‑16重量份、聚氨酯乳液1.5‑2.0重量份、增稠剂2.5‑3.5重量份、三乙醇胺1.0‑1.5重量份、有机硅氧烷3‑7重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒4‑8重量份。本发明通过添加的原位乳化液、修复剂、消泡剂、活性剂、有机硅氧烷、无机黑氧化铁纳米级颗粒和正丙基三甲氧基硅烷，内部包覆的磁性固化剂材料由于磁性颗粒间相互吸引发生团聚，有效提高材料与固化剂接触面积，提高材料固化速率，有效改善防水建材的自修复过程，实现材料快速有效的自修复，从多维度协同保障了防水建材的完整性及其使用寿命。

Description

一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺
技术领域
本发明涉及防水建材，尤其涉及了一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺。
背景技术
防水材料是建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透；要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀，分隔结构要防止给排水的渗翻，这些防渗透、渗漏和侵蚀的材料统称，防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料，建筑物需要进行防水处理的部位主要是屋面、墙面、地面和地下室。
防水建材涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜，如中国专利公开的“一种耐腐蚀防水的涂料及其制备方法”(专利号：CN103952021B)，该专利所解决的技术问题是，常规的船舶外用涂料的耐盐腐蚀效果较差、且防水效果也较差，影响了船舶表面涂料的使用时间的问题，且该专利通过添加的丙烯酸异丁酯、软脂酸甘油酯、碳化硅、丙酮以及乙二醇等材料的互相配合下已解决此技术问题，但是该专利仍存有一些不足之处，涂覆膜的结构强度较差，致使其使用寿命仍处于偏低阶段，且功能相对较为单一，耐候性欠佳，因受环境因素而发生细小的龟裂纹时，无法字形修复，待人们发现时，裂纹尺寸往往变得很大，修复成本较高，因此，现阶段市场上亟需一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：涂覆膜的结构强度较差，致使其使用寿命仍处于偏低阶段，且功能相对较为单一，耐候性欠佳，因受环境因素而发生细小的龟裂纹时，无法字形修复，待人们发现时，裂纹尺寸往往变得很大，修复成本较高，而提出的一种基于自修复能力的防水建材及制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于自修复能力的防水建材，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液30-40重量份、改性碳纤维粉末6-12重量份、丁腈橡胶12-16重量份、聚氨酯乳液1.5-2.0重量份、增稠剂2.5-3.5重量份、三乙醇胺1.0-1.5重量份、有机硅氧烷3-7重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒4-8重量份、无机溶剂4-8重量份、正丙基三甲氧基硅烷9-13重量份、固化剂4-8重量份、松香改性环氧树脂5-9重量份、原位乳化液1-5重量份、修复剂2-6重量份、消泡剂6-10重量份、活性剂5-12重量份、石墨烯11-15重量份、棉籽油7-11重量份、缓蚀剂8-12重量份、陶瓷微粉1-6重量份和适量的纯净水。
作为优选，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液34-36重量份、改性碳纤维粉末8-10重量份、丁腈橡胶13-15重量份、聚氨酯乳液1.70-1.80重量份、增稠剂2.9-3.1重量份、三乙醇胺1.15-1.35重量份、有机硅氧烷4-6重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒5-7重量份、无机溶剂6-7重量份、正丙基三甲氧基硅烷10-12重量份、固化剂5-7重量份、松香改性环氧树脂6-8重量份、原位乳化液3-4重量份、修复剂4-5重量份、消泡剂7-9重量份、活性剂8-10重量份、石墨烯12-14重量份、棉籽油8-10重量份、缓蚀剂9-11重量份、陶瓷微粉2-4重量份和适量的纯净水。
作为优选，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液35重量份、改性碳纤维粉末9重量份、丁腈橡胶14重量份、聚氨酯乳液1.75重量份、增稠剂3.0重量份、三乙醇胺1.20重量份、有机硅氧烷5重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒6重量份、无机溶剂6.5重量份、正丙基三甲氧基硅烷11重量份、固化剂6重量份、松香改性环氧树脂7重量份、原位乳化液3.5重量份、修复剂4.5重量份、消泡剂8重量份、活性剂9重量份、石墨烯13重量份、棉籽油9重量份、缓蚀剂10重量份、陶瓷微粉3重量份和适量的纯净水。
作为优选，所述原位乳化液的浓度为4-6wt％，且所述原位乳化液包括木质素磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、石油磺酸盐以及烷基萘磺酸盐中的一种或多种。
作为优选，所述缓蚀剂为为8-羟基喹啉和苯并三氮唑中的一种或两种，且所述消泡剂优选二甲基硅氧烷。
作为优选，所述溶剂为甲基异丁基酮、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或几种。
作为优选，所述改性碳纤维粉末的制备方法：
步骤s1：将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材；
步骤s2：将经步骤s1所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末；
步骤s3：在将经步骤s2所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末。
作为优选，所述松香改性环氧树脂的制备方法：
步骤s4：在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物；
步骤s5：在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与经步骤s4所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂。
作为优选，包括以下工艺流程：
步骤A1：取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液；
步骤A2：在经步骤A1所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒；
步骤A3：将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与经步骤A2所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊；
步骤A4：将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应；
步骤A5：通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
作为优选，步骤A4均化处理中的超声震荡条件为80-100Hz震荡清洗20-40min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过添加的原位乳化液、修复剂、消泡剂、活性剂、有机硅氧烷、无机黑氧化铁纳米级颗粒和正丙基三甲氧基硅烷，经过一系列反应后所制得的微胶囊组合物具有一定的流动性和良好的自流平成膜性，且辅助性搭载有修复剂，能够在较高的程度上提高所制得防水建材与涂层的相容性以及防腐蚀性能，因气候变化、腐蚀、光侵蚀以及雨水冲刷等外力因素破坏导致防水建材出现裂纹时，微胶囊组合物的壁材也会随之破损，再辅以缓蚀剂具有自挥发性能，内部包覆的磁性固化剂材料由于磁性颗粒间相互吸引发生团聚，有效提高材料与固化剂接触面积，提高材料固化速率，有效改善防水建材的自修复过程，实现材料快速有效的自修复，从多维度协同保障了防水建材的完整性及其使用寿命。
(2)本发明通过添加的改性碳纤维粉末，涂覆后不易破坏，附着力强，进一步提高了防水建材的自保护性能，通过添加的松香改性环氧树脂，使得经喷涂所制得的涂膜致密，大大提高了防水建材的耐洗刷性，延长其使用寿命，增强抗拉以及抗冲击强度，通过设计的消泡剂，使得防水建材不易出现起泡和脱落的现象，具有较好的耐腐蚀和防水功能。
(3)本发明通过添加的丁腈橡胶、聚氨酯乳液、增溶剂和三乙醇胺，混合改性后，可形成致密的互联网络，且该互联网络以水为介质，无毒、不污染，具有更好的耐碱性和渗透性，能充分浸润墙面基层，使基层密实，提高光滑基层界面附着力，避免空气中的水分深入到墙体内，直接侵蚀防水建材的内部，涂覆后可形成弹性的防水涂膜层，并具有施工简便及根据需要配制彩色涂料等优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种基于自修复能力的防水建材，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液30-40重量份、改性碳纤维粉末6-12重量份、丁腈橡胶12-16重量份、聚氨酯乳液1.5-2.0重量份、增稠剂2.5-3.5重量份、三乙醇胺1.0-1.5重量份、有机硅氧烷3-7重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒4-8重量份、无机溶剂4-8重量份、正丙基三甲氧基硅烷9-13重量份、固化剂4-8重量份、松香改性环氧树脂5-9重量份、原位乳化液1-5重量份、修复剂2-6重量份、消泡剂6-10重量份、活性剂5-12重量份、石墨烯11-15重量份、棉籽油7-11重量份、缓蚀剂8-12重量份、陶瓷微粉1-6重量份和适量的纯净水。
需进一步说明的是，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液34-36重量份、改性碳纤维粉末8-10重量份、丁腈橡胶13-15重量份、聚氨酯乳液1.70-1.80重量份、增稠剂2.9-3.1重量份、三乙醇胺1.15-1.35重量份、有机硅氧烷4-6重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒5-7重量份、无机溶剂6-7重量份、正丙基三甲氧基硅烷10-12重量份、固化剂5-7重量份、松香改性环氧树脂6-8重量份、原位乳化液3-4重量份、修复剂4-5重量份、消泡剂7-9重量份、活性剂8-10重量份、石墨烯12-14重量份、棉籽油8-10重量份、缓蚀剂9-11重量份、陶瓷微粉2-4重量份和适量的纯净水。
需进一步说明的是，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液35重量份、改性碳纤维粉末9重量份、丁腈橡胶14重量份、聚氨酯乳液1.75重量份、增稠剂3.0重量份、三乙醇胺1.20重量份、有机硅氧烷5重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒6重量份、无机溶剂6.5重量份、正丙基三甲氧基硅烷11重量份、固化剂6重量份、松香改性环氧树脂7重量份、原位乳化液3.5重量份、修复剂4.5重量份、消泡剂8重量份、活性剂9重量份、石墨烯13重量份、棉籽油9重量份、缓蚀剂10重量份、陶瓷微粉3重量份和适量的纯净水。
需进一步说明的是，所述原位乳化液的浓度为4-6wt％，且所述原位乳化液包括木质素磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、石油磺酸盐以及烷基萘磺酸盐中的一种或多种。
需进一步说明的是，所述缓蚀剂为为8-羟基喹啉和苯并三氮唑中的一种或两种，且所述消泡剂优选二甲基硅氧烷。
需进一步说明的是，所述溶剂为甲基异丁基酮、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或几种。
需进一步说明的是，所述改性碳纤维粉末的制备方法：
步骤s1：将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材；
步骤s2：将经步骤s1所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末；
步骤s3：在将经步骤s2所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末。
需进一步说明的是，所述松香改性环氧树脂的制备方法：
步骤s4：在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物；
步骤s5：在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与经步骤s4所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂，通过添加的丁腈橡胶、聚氨酯乳液、增溶剂和三乙醇胺，混合改性后，可形成致密的互联网络，且该互联网络以水为介质，无毒、不污染，具有更好的耐碱性和渗透性，能充分浸润墙面基层，使基层密实，提高光滑基层界面附着力，避免空气中的水分深入到墙体内，直接侵蚀防水建材的内部，涂覆后可形成弹性的防水涂膜层，并具有施工简便及根据需要配制彩色涂料等优点。
需进一步说明的是，包括以下工艺流程：
步骤A1：取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液；
步骤A2：在经步骤A1所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒，通过添加的原位乳化液、修复剂、消泡剂、活性剂、有机硅氧烷、无机黑氧化铁纳米级颗粒和正丙基三甲氧基硅烷，经过一系列反应后所制得的微胶囊组合物具有一定的流动性和良好的自流平成膜性，且辅助性搭载有修复剂，能够在较高的程度上提高所制得防水建材与涂层的相容性以及防腐蚀性能，因气候变化、腐蚀、光侵蚀以及雨水冲刷等外力因素破坏导致防水建材出现裂纹时，微胶囊组合物的壁材也会随之破损，再辅以缓蚀剂具有自挥发性能，内部包覆的磁性固化剂材料由于磁性颗粒间相互吸引发生团聚，有效提高材料与固化剂接触面积，提高材料固化速率，有效改善防水建材的自修复过程，实现材料快速有效的自修复，从多维度协同保障了防水建材的完整性及其使用寿命；
步骤A3：将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与经步骤A2所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊；
步骤A4：将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应，通过添加的改性碳纤维粉末，涂覆后不易破坏，附着力强，进一步提高了防水建材的自保护性能，通过添加的松香改性环氧树脂，使得经喷涂所制得的涂膜致密，大大提高了防水建材的耐洗刷性，延长其使用寿命，增强抗拉以及抗冲击强度，通过设计的消泡剂，使得防水建材不易出现起泡和脱落的现象，具有较好的耐腐蚀和防水功能；
步骤A5：通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
需进一步说明的是，步骤A4均化处理中的超声震荡条件为80-100Hz震荡清洗20-40min。
实施例2
一种基于自修复能力的防水建材，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液30重量份、改性碳纤维粉末6重量份、丁腈橡胶12重量份、聚氨酯乳液1.5重量份、增稠剂2.5重量份、三乙醇胺1.0重量份、有机硅氧烷3重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒4重量份、无机溶剂4重量份、正丙基三甲氧基硅烷9重量份、固化剂4重量份、松香改性环氧树脂5重量份、原位乳化液1重量份、修复剂2重量份、消泡剂6重量份、活性剂5重量份、石墨烯11重量份、棉籽油7重量份、缓蚀剂8重量份、陶瓷微粉1重量份和适量的纯净水。
首先将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材，接着将所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末，再将所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末，并在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物，接着在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂，取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液，在所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒，将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊，将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应，最后通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
实施例3
一种基于自修复能力的防水建材，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液35重量份、改性碳纤维粉末9重量份、丁腈橡胶14重量份、聚氨酯乳液1.75重量份、增稠剂3.0重量份、三乙醇胺1.20重量份、有机硅氧烷5重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒6重量份、无机溶剂6.5重量份、正丙基三甲氧基硅烷11重量份、固化剂6重量份、松香改性环氧树脂7重量份、原位乳化液3.5重量份、修复剂4.5重量份、消泡剂8重量份、活性剂9重量份、石墨烯13重量份、棉籽油9重量份、缓蚀剂10重量份、陶瓷微粉3重量份和适量的纯净水。
首先将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材，接着将所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末，再将所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末，并在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物，接着在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂，取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液，在所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒，将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊，将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应，最后通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
实施例4
一种基于自修复能力的防水建材，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液40重量份、改性碳纤维粉末12重量份、丁腈橡胶16重量份、聚氨酯乳液2.0重量份、增稠剂3.5重量份、三乙醇胺1.5重量份、有机硅氧烷7重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒8重量份、无机溶剂8重量份、正丙基三甲氧基硅烷13重量份、固化剂8重量份、松香改性环氧树脂9重量份、原位乳化液5重量份、修复剂6重量份、消泡剂10重量份、活性剂12重量份、石墨烯15重量份、棉籽油11重量份、缓蚀剂12重量份、陶瓷微粉6重量份和适量的纯净水。
首先将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材，接着将所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末，再将所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末，并在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物，接着在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂，取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液，在所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒，将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊，将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应，最后通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
对比例1
本对比例与实施例2的防水建材大体相同，不同之处在于，均化处理采用高于4800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间高于15-25分钟，常压下在高于55～65℃进行反应。
对比例2
本对比例与实施例2的防水建材大体相同，不同之处在于，均化处理采用低于5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间低于10-20分钟，常压下在低于45～60℃进行反应。
根据实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1以及对比例2获得下列实验数据：
编号 自修复效率％ 自修复时长h 耐腐蚀性能
龄期 60d
实施例1 45 86 无明显变化
实施例2 55 89 无明显变化
实施例3 42 85 无明显变化
实施例4 50 93 无明显变化
对比例1 47 90 有气泡
对比例2 30 110 无明显变化
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液30-40重量份、改性碳纤维粉末6-12重量份、丁腈橡胶12-16重量份、聚氨酯乳液1.5-2.0重量份、增稠剂2.5-3.5重量份、三乙醇胺1.0-1.5重量份、有机硅氧烷3-7重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒4-8重量份、无机溶剂4-8重量份、正丙基三甲氧基硅烷9-13重量份、固化剂4-8重量份、松香改性环氧树脂5-9重量份、原位乳化液1-5重量份、修复剂2-6重量份、消泡剂6-10重量份、活性剂5-12重量份、石墨烯11-15重量份、棉籽油7-11重量份、缓蚀剂8-12重量份、陶瓷微粉1-6重量份和适量的纯净水。
2.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于，包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液34-36重量份、改性碳纤维粉末8-10重量份、丁腈橡胶13-15重量份、聚氨酯乳液1.70-1.80重量份、增稠剂2.9-3.1重量份、三乙醇胺1.15-1.35重量份、有机硅氧烷4-6重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒5-7重量份、无机溶剂6-7重量份、正丙基三甲氧基硅烷10-12重量份、固化剂5-7重量份、松香改性环氧树脂6-8重量份、原位乳化液3-4重量份、修复剂4-5重量份、消泡剂7-9重量份、活性剂8-10重量份、石墨烯12-14重量份、棉籽油8-10重量份、缓蚀剂9-11重量份、陶瓷微粉2-4重量份和适量的纯净水。
3.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于：包括以下重量份的原料：
纯丙烯酸聚合物乳液35重量份、改性碳纤维粉末9重量份、丁腈橡胶14重量份、聚氨酯乳液1.75重量份、增稠剂3.0重量份、三乙醇胺1.20重量份、有机硅氧烷5重量份、无机黑氧化铁纳米级颗粒6重量份、无机溶剂6.5重量份、正丙基三甲氧基硅烷11重量份、固化剂6重量份、松香改性环氧树脂7重量份、原位乳化液3.5重量份、修复剂4.5重量份、消泡剂8重量份、活性剂9重量份、石墨烯13重量份、棉籽油9重量份、缓蚀剂10重量份、陶瓷微粉3重量份和适量的纯净水。
4.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于：所述原位乳化液的浓度为4-6wt％，且所述原位乳化液包括木质素磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、石油磺酸盐以及烷基萘磺酸盐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于：所述缓蚀剂为为8-羟基喹啉和苯并三氮唑中的一种或两种，且所述消泡剂优选二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于：所述溶剂为甲基异丁基酮、异丙醇、乙酸乙酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于，所述改性碳纤维粉末的制备方法：
步骤s1：将长度为2-4㎝的碳纤维注入到高速离心粉碎机中，离心粉碎时长为3-6分钟，得到待改性处理碳纤维基材；
步骤s2：将经步骤s1所得到的待改性处理碳纤维基材倒入低温等离子体仪器中，于130-150℃的高压氮气氛围下进行等离子处理，得到活化的碳纤维粉末；
步骤s3：在将经步骤s2所得到的活化碳纤维粉末中加入含苯胺的盐酸溶液中，经搅拌混合均匀后加入一定量的消泡剂和活化剂，继续搅拌混合至均匀，加入纯净水直至溶液呈中性，烘干后得到改性碳纤维粉末。
8.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材，其特征在于，所述松香改性环氧树脂的制备方法：
步骤s4：在浓度为0.15-1wt％的三氟化硼乙醚的环境下，将环氧树脂、松香和聚乙二醇放入反应釜中缓慢搅拌至混合均匀后，得到初聚物；
步骤s5：在浓度为0.3-0.7wt％的加急三辛基膦的环境下，将环氧树脂和丁腈橡胶与经步骤s4所获得的初聚物混合后，获得松香改性环氧树脂。
9.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材的制造工艺，其特征在于，包括以下工艺流程：
步骤A1：取无机黑氧化铁纳米级颗粒，倒入球磨设备精磨后250目筛分，按照1:7的比例向过筛后的无机黑氧化铁纳米级颗粒中注入溶剂，得到混合型分散溶液；
步骤A2：在经步骤A1所得到的混合型分散溶液中于密闭的氮气环境下，加入有机硅氧烷和正丙基三甲氧基硅烷，搅拌混合并调节pH值至7，保温反应后，静置、过滤后得到滤饼，经洗涤和干燥获得改性磁性颗粒；
步骤A3：将含有原位乳化液、修复剂、消泡剂以及活性剂的水相溶液中，与经步骤A2所得到的改性磁性颗粒油相混合，形成水包油O/W型乳液，以光辐照交联的方式，形成微胶囊；
步骤A4：将按规定质量比纯丙烯酸聚合物乳液、改性碳纤维粉末、聚氨酯乳液、增稠剂、固化剂、松香改性环氧树脂、消泡剂、石墨烯、棉籽油以及陶瓷微粉注入反应釜内混合，充分搅拌，并进行均化处理，均化处理采用5800转/分钟的搅拌速度，搅拌时间为45-55分钟，常压下在45-60℃进行反应；
步骤A5：通过离心机以2000-5000G对高速搅拌机中的产物进行固液分离得到悬浊液。
10.根据权利要求1所述的一种基于自修复能力的防水建材的制造工艺，其特征在于：所述步骤A4均化处理中的超声震荡条件为80-100Hz震荡清洗20-40min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110484088A (zh) * 2019-07-18 2019-11-22 江南大学 一种自修复及防腐蚀涂料的制备方法

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