本發(fā)明屬于微膠囊材料制備領域，具體涉及一種無機防水材料自修復用聚合物膠囊及其制備方法。

背景技術：

1、隨著基礎建設量的與日俱增，建筑資源如混凝土因其高強度、成本低被大量消耗，但是混凝土也存在著早期易收縮、脆性大和抗拉強度低等缺點，在受到外界應力的作用，很容易出現(xiàn)微裂紋，進而擴大成較大的裂縫。因此減緩混凝土的消耗和延長其使用年限具有十分重大意義。

2、傳統(tǒng)的混凝土防水材料裂縫的修復方法為灌漿法、結構補強、表面處理、填充法等，但是由于昂貴的維修費用以及實際情況中裂縫的位置、大小因素限制，傳統(tǒng)的混凝土維護和修復方式難以得到有效的發(fā)揮。后來出現(xiàn)了微膠囊修復的技術，就是在在拌制混凝土時摻入微膠囊，當混凝土產(chǎn)生微裂紋時，微膠囊在裂紋尖端應力的作用下發(fā)生破裂，囊芯材料流出，芯材通過吸水-放水，放出的水分與混凝土中未水化水泥反應，對微裂紋進行自修復。但是傳統(tǒng)的無機防水材料修復昂貴的維修費用以及受實際情況中裂縫的位置、大小因素限制，使其修復效率不高。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種無機防水材料自修復用聚合物膠囊，同時提供該聚合物膠囊的制備方法。

2、本發(fā)明所采用的技術方案為：

3、一種無機防水材料自修復用聚合物膠囊，以重量份計，所用原料為：5-40份囊芯材料、30-80份尿素、60-150份甲醛溶液、1-8份納米al2o3、0.1-0.5份

4、氫氧化鈉溶液、0.1-0.5份稀鹽酸溶液和20-80份氯化鈉溶液。

5、所述該聚合物膠囊的尺寸為50-150微米。

6、所述囊芯材料為聚丙烯酸高吸水性樹脂。

7、所述納米al2o3為γ相納米al2o3。

8、所述氫氧化鈉溶液濃度為1-2mol/l。

9、所述稀鹽酸濃度為2-4mol/l。

10、所述氯化鈉溶液濃度為3-5mol/l。

11、制備聚合物膠囊的方法，包括以下步驟：

12、1)按比例稱取各原料；

13、2)向囊芯材料中加入氯化鈉溶液，攪拌1-2h分散均勻得到溶液；

14、3)將尿素和甲醛溶液混合溶解，加入氫氧化鈉溶液調節(jié)ph至堿性(ph為8-9)，(50-70℃)攪拌得到甲醛-尿素預聚體溶液；

15、4)將步驟2)中得到的溶液加入甲醛-尿素預聚體溶液中，用稀鹽酸溶液調ph至酸性(ph為2-4)，并加入納米al2o3，(50-70℃)攪拌進行固化；

16、5)將固化好的膠囊用去離子水洗滌兩次，隨后干燥，即得到無機防水材料自修復聚合物膠囊。

17、所述步驟5)干燥時在50-60℃烘干12-24h。

18、所述攪拌速度為300-1000r/min。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益技術效果是：

20、1、在本發(fā)明中，聚合物膠囊的囊壁材料中添加了納米al2o3，納米al2o3可以促進水泥基中c2s、c3s的水化生成c-s-h凝膠，并且還會與ca(oh)2反應生成c-a-h凝膠，來提高混凝土的強度。

21、2、本發(fā)明的甲醛溶液與尿素在堿性條件下發(fā)生反應形成預聚體，繼續(xù)在酸性環(huán)境下加入納米al2o3，預聚體發(fā)生縮聚反應附著沉積，從而形成脲醛樹脂的囊壁。脲醛樹脂屬于熱固性材料，脆性大，當混凝土受到溫度應力或外力的作用產(chǎn)生微裂紋時，擴展的裂縫遇到膠囊，在裂縫尖端應力的作用下脲醛樹脂囊壁容易發(fā)生破裂，膠囊內部的聚丙烯酸高吸水性樹脂sap通過吸水-放水，水分與混凝土中未水化水泥反應，使裂縫得到修復，能夠賦予混凝土無機防水材料自修復能力，延長其服役壽命。采用本發(fā)明所述的膠囊，能使混凝土產(chǎn)生自修復的作用，延長混凝土的服役壽命。

22、3、將本發(fā)明的聚合物膠囊加入到混凝土防水材料中，使得混凝土的修復率大大提高。在制備時所用材料成本低，原料易得，生產(chǎn)工藝簡單，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術特征：

1.一種無機防水材料自修復用聚合物膠囊，其特征在于，以重量份計，所用原料為：5-40份囊芯材料、30-80份尿素、60-150份甲醛溶液、1-8份納米al2o3、0.1-0.5份氫氧化鈉溶液、0.1-0.5份稀鹽酸溶液和20-80份氯化鈉溶液。

2.根據(jù)權利要求1所述的聚合物膠囊，其特征在于：該聚合物膠囊的尺寸為50-150微米。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的聚合物膠囊，其特征在于：所述囊芯材料為聚丙烯酸高吸水性樹脂。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的聚合物膠囊，其特征在于：所述納米al2o3為γ相納米al2o3。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的聚合物膠囊，其特征在于：所述氫氧化鈉溶液濃度為1-2mol/l。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的聚合物膠囊，其特征在于：所述稀鹽酸濃度為2-4mol/l。

7.根據(jù)權利要求1或2所述的聚合物膠囊，其特征在于：所述氯化鈉溶液濃度為3-5mol/l。

8.制備權利要求1所述聚合物膠囊的方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述步驟5)干燥時在50-60℃烘干12-24h。

10.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述攪拌速度為300-1000r/min。

技術總結
本發(fā)明屬于微膠囊材料制備領域，具體涉及一種無機防水材料自修復用聚合物膠囊及其制備方法。該聚合物膠囊的原料有囊芯材料、尿素、甲醛溶液、納米Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、氫氧化鈉溶液、稀鹽酸溶液和氯化鈉溶液。本發(fā)明的聚合物膠囊加入到混凝土防水材料中，能使混凝土產(chǎn)生自修復的作用，延長混凝土的服役壽命。

技術研發(fā)人員：羅忠濤,葛夢瀟,何曉鐘,劉曉海,劉壘,田崇霏,郅天一,張美香
受保護的技術使用者：鄭州大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6