一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊及其制備方法，所述微膠囊的壁材為金屬鋁，芯材含有氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑。在沒(méi)有氯離子的環(huán)境條件下微膠囊能穩(wěn)定存在，可有效減少在水泥制漿階段中氯離子吸收劑或者阻銹劑的溶解流失。當(dāng)遇到氯離子時(shí)，鋁質(zhì)微膠囊壁材表面的鈍化層被破壞，產(chǎn)生點(diǎn)蝕而使鋁囊壁剝離，釋放芯材內(nèi)容物達(dá)到吸氯阻銹的作用。這種金屬鋁為壁材的微膠囊，制備工藝簡(jiǎn)單、價(jià)廉環(huán)保、耐水滲透、保存時(shí)間長(zhǎng)，適宜在混凝土工程中推廣使用。
【專利說(shuō)明】 一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土工程領(lǐng)域，尤其涉及混凝土微膠囊領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種化學(xué)觸發(fā)的微膠囊及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土是土木結(jié)構(gòu)工程中使用最廣泛的材料，其耐久性決定了工程的使用壽命和建設(shè)的效益。影響混凝土材料耐久性最主要的因素是鋼筋銹蝕，而在濱海環(huán)境、鹽堿地帶和冬季使用除冰鹽的道橋工程中，氯離子的侵入和滲透則又是引起混凝土鋼筋銹蝕的主因。因此減緩氯離子在混凝土中的滲透，阻斷其到達(dá)鋼筋表面的擴(kuò)散途徑，是提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在上述使用條件下耐久性的一個(gè)有效措施。
[0003]在工程上，常采用在混凝土中添加氯離子吸收劑或者阻銹劑的方法來(lái)提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在氯離子環(huán)境中的抗蝕性。氯離子吸收劑通常是無(wú)機(jī)物，如活性鎂鋁水滑石、活性三氧化二鋁、氫氧化鈣、偏鋁酸鈉、鋁酸三鈣、鋁酸鈣粉、鈣礬石等。阻銹劑的種類較多，常用的有亞硝酸鹽、磷酸鹽、氫氧化鋰、硝酸鋰、氨基醇或胺基醇、脂肪酸酯、有機(jī)硅氧烷，芳香族鹽、磷酰有機(jī)物、脂肪酸酰胺、有機(jī)硼酰胺、二乙烯三胺-硫脲縮合物、萘磺酸甲醛縮合物等。一般氯離子吸收劑或者阻銹劑為水溶性溶液或者是固體粉末，將它們直接摻入到混凝土中，在水泥制漿階段容易溶解流失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊，可有效減少在水泥制漿階段中氯離子吸收劑或者鋼筋阻銹劑的溶解流失。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是提供一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊，所述化學(xué)觸發(fā)微膠囊的壁材為金屬鋁，所述微膠囊的芯材含有氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑。
[0006]本發(fā)明還提供一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊的制備方法，包括以下步驟:將氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑造粒制得芯材固體顆粒，再在芯材固體顆粒表面鍍鋁。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:將氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑作為芯材制成微膠囊再摻入到混凝土中，防止水泥制漿階段中氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑的溶解流失；采用金屬鋁為壁材，表面覆有致密的三氧化二鋁鈍化膜，金屬鋁壁材在水中穩(wěn)定，這些微膠囊彌散分布在混凝土中，固化后能在無(wú)氯離子環(huán)境中可長(zhǎng)期潛伏，不會(huì)流失或者發(fā)生反應(yīng)，能穩(wěn)定持久存在；當(dāng)含氯的水滲入混凝土中，表面鈍化層極易被破壞，易產(chǎn)生點(diǎn)蝕而使鋁囊壁剝離釋放內(nèi)容物，即氯離子吸收劑或者阻銹劑會(huì)流出或者被水浸沒(méi)，達(dá)到除氯或阻銹的目的，這樣增強(qiáng)混凝土對(duì)氯離子的抗蝕能力，提高在氯鹽環(huán)境下的耐久性；制備方法簡(jiǎn)單，價(jià)廉環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例化學(xué)觸發(fā)微膠囊的壁材為金屬鋁，芯材含有氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑。所述化學(xué)觸發(fā)微膠囊壁材金屬鋁表面還覆有致密的三氧化二鋁鈍化膜。
[0010]本發(fā)明化學(xué)觸發(fā)微膠囊的制備方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一:將氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑造粒制得芯材固體顆粒；
[0012]步驟二:在心材固體顆粒表面鍛招。 [0013]步驟一中，氯離子吸收劑為活性鎂鋁水滑石、活性三氧化二鋁、氫氧化鈣、偏鋁酸鈉(NaAlO2)、鋁酸三鈣(3Ca0.Al2O3)、鋁酸鈣粉(Ca0.2A1203 和 Ca0.Al2O3)、三硫型硫鋁酸鈣(AFt，3Ca0.Al2O3.3CaS04.30~32H20)，單硫型硫鋁酸鈣(AFm，3Ca0.A1203.CaS04.ηΗ20)中的一種或幾種的混合，優(yōu)選活性鎂鋁水滑石或活性三氧化二鋁，所述“活性”是指其具有很大的比表面積，可大量吸附氯離子。
[0014]鋼筋阻銹劑為亞硝酸鈣、亞硝酸鈉、單氟磷酸鈉、氫氧化鋰、硝酸鋰、氨甲基丙醇(AMP)、三乙醇胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、脂肪酸酯防銹劑RHY702、三乙氧基硅烷(TES)、苯甲酸鈉、苯甲酸銨、N-四亞甲基磷酰胺(TTP)、六甲基磷酰三胺(HMPA)、脂肪酸酰胺、三乙醇胺硼酸酯(Triethanolamine Borate)、二乙烯三胺-硫脲縮合物(DETA-TU)、聚萘甲醒橫酸鈉鹽(Sodium poly [ (naphthaleneformaldehyde) sulfonate])中的一種或幾種的混合。
[0015]氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑為固體粉末，造粒制得平均粒徑在100~5000微米之間的芯材固體顆粒。
[0016]芯材固體顆粒置于真空蒸鍍?cè)O(shè)備中進(jìn)行鍍鋁，鍍鋁時(shí)芯材固體顆粒需平鋪在樣品臺(tái)或者樣品輸送帶上，且處于振動(dòng)狀態(tài)，所鍍鋁層厚度控制在0.025~I微米之間。金屬鋁暴露于空氣中易在表面形成致密的三氧化二鋁鈍化膜，金屬鋁壁材在水中穩(wěn)定。
[0017]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]在鋼筋阻銹劑單氟磷酸鈉粉末中加入25wt%羥乙基纖維作為粘結(jié)劑和適量水，調(diào)成稍干的膏狀，用雙螺桿造粒機(jī)造粒，形成平均直徑為500 μ m的微粒。將微粒進(jìn)行真空干燥除水后，置于真空鍍膜機(jī)內(nèi)，平鋪在帶振動(dòng)裝置的樣品輸送帶上，抽真空至壓力
1.3 X KT2Pa以下，加熱坩鍋至1200°C以上，使鋁溶化并蒸發(fā)成氣態(tài)，進(jìn)行鍍鋁。通過(guò)控制輸送帶移動(dòng)速度控制將鍍膜厚度控制在0.05 μ m左右。室溫下將所得微膠囊浸泡在蒸餾水中I個(gè)月，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變化，在3.5wt% NaCl水溶液中浸泡50小時(shí)后膠囊壁發(fā)生明顯腐蝕，I周后微膠囊潰散。這表明所得微膠囊具有氯離子觸發(fā)效應(yīng)。
[0020]本發(fā)明將氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑作為芯材，以金屬鋁為壁材制成微膠囊再摻入到混凝土中，防止水泥制漿階段中氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑的溶解流失，但在有氯離子存在時(shí)，又能自主釋放氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑；本發(fā)明公開(kāi)的所述微膠囊的制備方法簡(jiǎn)單、環(huán)保，所得微膠囊價(jià)廉、耐水滲透、保存時(shí)間長(zhǎng)，適宜在混凝土工程中推廣使用。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種化學(xué)觸發(fā)微膠囊，其特征在于，所述化學(xué)觸發(fā)微膠囊的壁材為金屬鋁，所述微膠囊的芯材含有氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)觸發(fā)微膠囊，其特征在于，所述氯離子吸收劑為活性鎂鋁水滑石、活性三氧化二鋁、氫氧化鈣、偏鋁酸鈉、鋁酸三鈣、鋁酸鈣粉、三硫型硫鋁酸鈣、單硫型硫丐中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)觸發(fā)微膠囊，其特征在于，所述鋼筋阻銹劑為亞硝酸鈣、亞硝酸鈉、單氟磷酸鈉、氫氧化鋰、硝酸鋰、氨甲基丙醇、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、脂肪酸酯防銹劑、三乙氧基硅烷、苯甲酸鈉、苯甲酸銨、N-四亞甲基磷酰胺、六甲基磷酰三胺、脂肪酸酰胺、三乙醇胺硼酸酯、二乙烯三胺-硫脲縮合物、聚萘甲醛磺酸鈉鹽中的至少一種。
4.一種如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的化學(xué)觸發(fā)微膠囊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:將氯離子吸收劑和/或鋼筋阻銹劑造粒制得芯材固體顆粒，再在芯材固體顆粒表面鍍鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備化學(xué)觸發(fā)微膠囊的方法，其特征在于，所述芯材固體顆粒的粒徑為100?5000 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備化學(xué)觸發(fā)微膠囊的方法，其特征在于，所述鍍鋁控制鋁層的厚度在0.025?0.1 μ m之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4?6任一項(xiàng)所述的化學(xué)觸發(fā)微膠囊的制備方法，其特征在于，所述將芯材固體顆粒鍍鋁所采用的是真空蒸鍍?cè)O(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述制備化學(xué)觸發(fā)微膠囊的方法，其特征在于，所述芯材固體顆粒需平鋪在所述真空蒸鍍?cè)O(shè)備的樣品臺(tái)或者樣品輸送帶上，且處于振動(dòng)狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】C04B22/14GK103962072SQ201410175803
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】邢峰, 何永興, 朱光明, 湯皎寧, 董必欽, 王險(xiǎn)峰, 韓寧旭 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)