一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法，将氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入PEG硅烷，反应液离心，冷冻干燥得改性氮化硅纳米颗粒；取普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉，触变润滑剂，改性氮化硅纳米颗粒，环氧树脂乳液，水搅拌得到灌浆料；灌浆料加硫铝酸盐水泥、脱硫石膏混合搅拌均匀得粘接密封灌浆料。本发明专利技术在复掺矿粉的水泥基材料中加入了氮化硅纳米改性颗粒，密实了水泥基材料的微观结构，提高了灌浆密封材与装配式建筑外墙构件拼接缝界面在高温环境下的粘接强度、耐磨性能、抗压强度、耐水性能，可满足装配式预制构件在不同环境下的施工要求。

A preparation method of silicon nitride nanoparticles modified adhesive sealing grouting material

The invention discloses a preparation method of silicon nitride nanoparticles modified bonding sealing grouting material. The silicon nitride nanoparticles are dispersed in ethanol, mechanically stirred, PEG silane added, reaction liquid centrifuged, freeze-dried to obtain modified silicon nitride nanoparticles; ordinary Portland cement, micron iron ore powder, thixotropic lubricant, modified silicon nitride nanoparticles, epoxy resin emulsion are taken. The grouting material is obtained by mixing liquid and water; the grouting material is mixed with sulphoaluminate cement and desulphurization gypsum, and the sealing grouting material is bonded evenly. The invention adds silicon nitride nano-modified particles to the cement-based material with compound mineral powder, densifies the microstructure of the cement-based material, improves the bonding strength, wear resistance, compressive strength and water resistance of the joint interface between grouting sealant and assembling exterior wall components under high temperature environment, and can meet the construction requirements of assembling prefabricated components under different environments.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法
本专利技术涉及装配式建筑材料领域，具体涉及一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法。
技术介绍
与传统的建造方式相比，装配式建筑的建造速度快，受气候条件制约小，还可以提高建筑质量。从运营模式上来说，是从四处奔波到工厂预制。装配式建筑的施工构件基本在工厂中完成，然后运到项目工地进行总装，极大的节约了人力和物力。随着装配式建筑行业的兴起，出现了一系列问题制约着其快速发展。装配式建筑的外墙构件在拼接后会产生很多的拼接缝，不可避免的会遇到处理拼接缝的难题。目前处理外墙板拼接缝的密封材料有二类。一类是密封胶，密封胶存在的问题是不能长期耐热，尤其在高温环境下容易产生气泡和裂纹，进而影响粘接强度；另一类是水泥砂浆，此类密封材料存在的问题是粘接强度低，还容易发生渗漏。随着社会的发展，装配式建筑所占的比例会越来越大，为改变上述现状，现对传统的灌浆密封材料进行改性与研究。在复掺矿渣的水泥基材料中加入了氮化硅纳米改性颗粒，密实了水泥基材料的内部结构，提高了灌浆密封材料在高温环境下的粘接强度。CN103496936A公开了一种装配式构件拼接缝石膏基密封材料及其应用，其组分为：废石膏，活性矿物掺合料，减水剂，激发剂，调凝剂，粘接剂，引气剂，保塑剂，憎水剂，淀粉酶，触变润滑剂，粉末填料，骨料。该密封材料虽填充性好，粘附力强，成本较低；但没有给出具体的实验数据，不知道对粘接性能具体有多大程度的改善。并且石膏基密封材料的耐水性能差，容易发生拼接缝处的渗水问题。CN106220105A公开了一种混凝土快速修复复合聚合物水泥砂浆及其制备方法，其组分为：水泥，石英砂，石灰石粉，聚合物乳液，消泡剂，粉末减水剂，铁粉，助凝剂，聚丙烯纤维，其余为水。该专利技术虽可以降低水泥砂浆的收缩率，能提高混凝土快速修复复合聚合物水泥砂浆与旧混凝土的粘接强度，改善其在严寒环境下的力学，耐久和施工性能，但该聚合物水泥砂浆初凝时间太短，对水泥砂浆的拌合和运输提出了很高的要求，难以广泛应用于装配式建筑行业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能提高拼接缝界面粘接强度、耐磨性能、抗压强度、耐水性能的氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法。本专利技术目的的实现方式为，一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法，具体步骤如下：1)将质量份数0.7-1.3份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.2-0.3份PEG硅烷，于30-40℃反应2小时，将反应液离心，冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；所述PEG硅烷是硅烷聚乙二醇活性脂，分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝15-105或氨基聚乙二醇活性酯，分子式：C2n+11H4n+27On+4N2Si，n＝16-107；所述冷冻干燥条件：-30～-20℃，真空值100～120Pa；2)取质量份数100份普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉10-20份，0.5-1份触变润滑剂，步骤1)所得改性氮化硅纳米颗粒1-1.5份，环氧树脂乳液2-4份，30-40份水，在搅拌机里搅拌得到灌浆料；所述触变润滑剂为片层状硅酸盐矿物材料；所述的环氧树脂乳液是缩水甘油醚类环氧树脂乳液或缩水甘油酯类环氧树脂乳液；3)取步骤2)所得灌浆料加入质量份数5-10份硫铝酸盐水泥和3-5份脱硫石膏，混合搅拌均匀得到粘接密封灌浆材料。本专利技术使用微米级铁矿粉代替一部分水泥熟料，一方面减少了水泥孰料的用量，另一方面又提高了灌浆密封材料的抗渗性能。微米级铁矿粉填充在水泥颗粒的空隙中，起到了细化混凝土内部孔径和减少连通孔数量的作用，极大的降低了孔隙率，提高了混凝土的密实性。纳米氮化硅经偶联剂处理，其表面有大量的硅羟基。而大量存在的硅羟基与硅烷聚乙二醇活性脂或氨基聚乙二醇活性酯的极性基团产生了化学结合，增大了氮化硅纳米改性颗粒周围的空间位阻效应，减小了氮化硅纳米改性颗粒表面的自由能，提高了氮化硅纳米改性颗粒在水泥体系里的分散性，使氮化硅纳米改性颗粒能够均匀地填充在水泥砂浆的孔隙里，减少了砂浆内部的有害孔洞，改善了砂浆内部的缺陷，从而提高了灌浆密封材料与拼接缝界面间在高温环境下的的粘接强度、耐磨性能、抗压强度、耐水性能。具体实施方式本专利技术将氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入PEG硅烷，反应液离心，冷冻干燥得改性氮化硅纳米颗粒；取普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉，触变润滑剂，改性氮化硅纳米颗粒，环氧树脂乳液，水搅拌得到灌浆料；灌浆料加硫铝酸盐水泥、脱硫石膏混合搅拌均匀得到粘接密封灌浆材料。本专利技术制备的粘接密封灌浆材料的性能指标：初凝时间≥2.0h，终凝时间≤10h，3d抗压强度≥40MPa，3d粘接强度≥1.2MPa，软化系数≥0.85，磨损量≤0.5Kg/m2。下面用具体实施例详述本专利技术。实施例11)将质量份数0.7份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.3份硅烷聚乙二醇活性脂(分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝15)30℃反应2小时，反应液，离心，在-30℃，真空值120Pa条件下冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；2)取质量份数100份普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉10份，0.5份触变润滑剂片层状硅酸盐矿物材料，步骤1)所得改性氮化硅纳米颗粒1.4份，缩水甘油醚类环氧树脂乳液2.0份，30份水，在搅拌机里搅拌得到灌浆料；3)取步骤2)所得灌浆料加入质量份数5份硫铝酸盐水泥和3份脱硫石膏，混合搅拌均匀得粘接密封灌浆材料。实施例2：1)将质量份数1.3份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.2份硅烷聚乙二醇活性脂(分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝60)34℃反应2小时，反应液，离心，在-25℃，真空值100Pa条件下冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；2)取质量份数100份普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉16份，0.5份触变润滑剂片层状硅酸盐矿物材料，步骤1)所得改性氮化硅纳米颗粒1.1份，缩水甘油酯类环氧树脂乳液2.4份，32份水，在搅拌机里搅拌得到灌浆料；3)取步骤2)所得灌浆料加入质量份数6份硫铝酸盐水泥和3份脱硫石膏，混合搅拌均匀得粘接密封灌浆材料。实施例3：1)将质量份数1.25份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.25份硅烷聚乙二醇活性酯(分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝105)32℃反应2小时，反应液，离心，在-20℃，真空值110Pa条件下冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；2)取质量份数100份普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉14份，1.0份触变润滑剂片层状硅酸盐矿物材料，步骤1)所得改性氮化硅纳米颗粒1.3份，缩水甘油醚类环氧树脂乳液2.8份，40份水，在搅拌机里搅拌得到灌浆料；3)取步骤2)所得灌浆料加入质量份数10份硫铝酸盐水泥和5份脱硫石膏，混合搅拌均匀得粘接密封灌浆材料。实施例4：1)将质量份数1.0份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.3份氨基聚乙二醇活性脂(分子式C2n+11H4n+27On+4N2Si，n＝16)40℃反应2小时，反应液，离心，在-30℃，真空值120Pa条件下冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；2)取质量份数100份普通硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：1)将质量份数0.7‑1.3份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.2‑0.3份PEG硅烷，于30‑40℃反应2小时，将反应液离心，冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；所述PEG硅烷是硅烷聚乙二醇活性脂，分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝15‑105或氨基聚乙二醇活性酯，分子式：C2n+11H4n+27On+4N2Si，n＝16‑107；所述冷冻干燥条件：‑30～‑20℃，真空值100～120Pa；2)取质量份数100份普通硅酸盐水泥，微米级铁矿粉10‑20份，0.5‑1份触变润滑剂，步骤1)所得改性氮化硅纳米颗粒1‑1.5份，环氧树脂乳液2‑4份，30‑40份水，在搅拌机里搅拌得到灌浆料；所述触变润滑剂为片层状硅酸盐矿物材料；所述的环氧树脂乳液是缩水甘油醚类环氧树脂乳液或缩水甘油酯类环氧树脂乳液；3)取步骤2)所得灌浆料加入质量份数5‑10份硫铝酸盐水泥和3‑5份脱硫石膏，混合搅拌均匀得到粘接密封灌浆材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅纳米颗粒改性粘接密封灌浆材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：1)将质量份数0.7-1.3份氮化硅纳米颗粒分散于乙醇中，机械搅拌下，加入0.2-0.3份PEG硅烷，于30-40℃反应2小时，将反应液离心，冷冻干燥处理，得到改性氮化硅纳米颗粒；所述PEG硅烷是硅烷聚乙二醇活性脂，分子式：C2n+12H4n+20On+9N2Si；n＝15-105或氨基聚乙二醇活性酯，分子式：C2n+11H4n+27On+4N2Si，n＝16-107；所述冷冻干燥条件：-30～-20℃，真空值100～120Pa；2)取质量份数10...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺行洋，张海峰，苏英，陈顺，王迎斌，杨进，曾三海，陈威，李颜娟，王传辉，张晨，彭凯，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42