氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法，技术方案包括以下重量份的组分:100份的硅酸盐水泥、5‑50份的超细矿渣粉、5‑20份的脱硝粉煤灰、10‑30份的钢渣粗粉、15‑20份水、10‑15份表面改性的氮化硼纳米管、3‑10份聚合物乳液、0.6‑1.0份的纤维素醚、0.05‑0.16份的消泡剂、0.2‑0.8份的超分散剂，将上述组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀后即得粘结复合材料，其中表面改性的氮化硼纳米管是以多巴胺作为表面改性剂进行表面改性后得到。本发明专利技术方法简单、生产成本低、粘结强度高，耐高温，耐水性好。

Preparation method of boron nitride nanotube modified bonding composite material

The invention discloses a preparation method of modified bonded composite material with boron nitride nanotubes. The technical scheme includes the following components: 100 Portland cement, 5 50 ultra-fine slag powder, 5 20 denitrification fly ash, 10 30 steel slag coarse powder, 15 20 water and 10 15 surface modified boron nitride nanoparticles. Tubes, 3, 10, 10 polymer emulsions, 0.6 1 1 cellulose ether, 0.05 0.16 0.16 defoamers, 0.2 0.8 0.8 hyper dispersant, put the above components into the blender, and then stir them together to obtain the bonding material. The surface modified BN nanotubes are surface modified with DOPA as surface modifier. After that. The invention has the advantages of simple method, low production cost, high bond strength, high temperature resistance and good water resistance.

【技术实现步骤摘要】
氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，具体的说是一种粘结复合材料的制备方法。
技术介绍
与传统的施工工艺相比：装配式建筑具有施工效率高，工业化程度高，建筑垃圾少等优势。另外装配式工艺不仅可以用于房屋，还可以运用于集装箱、长租公寓等。随着装配式建筑行业的兴起，出现了一系列问题制约着装配式建筑行业的快速发展。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。现有的装配式预制构件的粘结强度差和耐水性差。为改变这种现状，现对装配式材料进行研究与改性，提供一种满足实际施工需要的改性粘结复合材料，并将这种改性粘结复合材料运用于装配式建筑的拼接缝，使其产生良好的防水和粘结性能。如CN101407387B公开了一种二阶反应型防水粘结材料，该材料采用丁苯橡胶0.2～1.8、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物2.75～4.25、古马隆树脂13.75～15.45、70号的基质沥青22.6～25.6、二甲苯17.85～21.3、乙酸丁酯23～27，在高温下搅拌反应制得。该方案中含有沥青、橡胶等材料，制备时需要高温反应搅拌，增加了施工难度的同时，其粘结性能也有待提高。另一方，人们希望工业废料能在建筑领域得到更多的使用，但是用于防水粘结材料时，由于活性物含量低，胶结后不易形成结构网，热膨胀系数高的原因，存在粘结性能、热稳定性、强韧性和力学性能不佳的问题。氮化硼纳米管由B和N原子以sp2杂化成键形成的管状结构，具有出色的电学性能、磁学性能、机械性能和热稳定性，是一种新兴材料，有用于制造显示器、显微镜、刀具模具等各种产品方面的报导，用于建筑材料时，通常利用其热稳定性用于节能砖体的制造，从未有过用于粘结复合材料制备的报导。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种方法简单、生产成本低、粘结强度高，耐高温，耐水性好的氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法。技术方案包括以下重量份的组分:100份的硅酸盐泥、5-50份的超细矿渣粉、5-20份的脱硝粉煤灰、10-30份的钢渣粗粉、15-20份水、10-15份表面改性的氮化硼纳米管、3-10份聚合物乳液、0.6-1.0份的纤维素醚、0.05-0.16份的消泡剂、0.2-0.8份的超分散剂；将上述组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀后即得粘结复合材料；其中,所述表面改性的氮化硼纳米管采用以下方法制得：将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中，加入氮化硼纳米管质量3-8％的多巴胺，反应30-60分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管。将氮化硼纳米管送入机械研磨至长度为50-150nm，再置于PBS缓冲液中。针对
技术介绍
中的问题，专利技术人使用了大量工业废料，如超细矿渣粉、脱硝粉煤灰和钢渣粗粉，三者合计的最高添加量可与硅酸盐水泥相当，大大降低了生产成本，超细矿渣粉的掺入具有改善复合材料耐久性的作用，脱硝粉煤灰具有一定的减水作用，掺入后可以提高复合材料的流动度，钢渣粗粉具有加快早期水化速度的作用，但这三者的加入会带来早期强度较低的负面影响，为解决上述问题，专利技术人考虑引入氮化硼纳米管起到补强增韧的作用，同时氮化硼纳米管自身具有的其它特性也能被有效利用，但是如果将氮化硼纳米管直接加入组分中，由于表面惰性的原因，会存在与无机材料结合的问题，因而专利技术人考虑对氮化硼纳米管进行表面改性，所述改性剂的选择非常重要，普通偶联剂如硅烷偶联剂，仅有分散的作用，因而与组分如矿渣、钢渣等的相容性和分散性有限，基于此，专利技术人以现有的各种表面改性剂进行了深入研究，使用了多巴胺作为表面改性剂，在本专利技术中，选择多巴胺对氮化硼纳米管的改性是考虑多巴胺与氮化硼形成化学键作用，其次多巴胺与无机材料间有良好的粘结作用，因而大大增强了氮化硼与无机材料间的结合，解决了氮化硼与无机材料间界面结合不足的问题，产生了意想不到的技术效果。所述反应时间应控制在30-60分钟，之后加入稀盐酸终止反应。进一步的，优选氮化硼纳米管研磨至长度为50-150nm，过长会不易修饰而且对体系的增强效果有限，过短会团聚，影响其在无机材料中的增强效果。所述超细矿渣粉优选为粒化高炉矿渣粉，其粒径为5-20μm，勃氏比表面积500-800m2/kg，质量系数为1.7-2.1；所述脱硝粉煤灰优选为电厂烟气脱销的废弃物，其氮含量为<1％,碳含量为<1％。所述钢渣粗粉为优选钢渣颗粒经粗磨后得到的粒径为16-25μm的粉体；所述聚合物乳液的作用是乳液在材料介质中构成胶态体系，提高材料的稳定性，优选为聚丙烯酸酯乳液，添加量控制在3-10份，过多会使体系不易生成絮凝颗粒，过少会使体系不稳定；所述纤维素醚的作用是使复合材料具有保水性，优选为羟丙基甲基纤维素醚，添加量控制在0.6-1.0份，过多会使复合材料的凝结时间较长，过少会保水性不好；所述消泡剂优选为有机硅消泡剂；所述超分散剂优选为聚羟酸系超分散剂。有益效果：本专利技术工艺简单、生产成本低、但防水性能优异，粘结强度高、并且具有耐高温的性能，可以在-40℃～300℃的温度间长期使用，特别适用于装配式建筑拼接缝的防水和粘结。具体实施方式表面改性的氮化硼纳米管实施例1：将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量3％的多巴胺，反应30分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管1。表面改性的氮化硼纳米管实施例2:将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量4％的多巴胺，反应40分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管2。表面改性的氮化硼纳米管实施例3:将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量5％的多巴胺，反应45分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管3。表面改性的氮化硼纳米管实施例4:将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量6％的多巴胺，反应50分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管4。表面改性的氮化硼纳米管实施例5:将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量7％的多巴胺，反应55分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管5。表面改性的氮化硼纳米管实施例6:将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中,加入氮化硼纳米管质量8％的多巴胺，反应60分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管6。表面改性的氮化硼纳米管比较例1：除将多巴胺替换为硅烷偶联剂之外，其余同表面改性的氮化硼纳米管实施例1，得到表面改性的氮化硼纳米管7。粘结复合材料实施例1：将100份52.5级普通硅酸盐水泥、15份脱硝粉煤灰、50份超细矿渣粉、20份钢渣粗粉、16份水、3份聚合物乳液、0.8份羟丙基纤维素醚、0.1份消泡剂、0.5份早强型聚羟酸超分散剂和表面改性的氮化硼纳米管1一起投入搅拌机，经高速搅拌均匀后即得粘结复合材料1。粘结复合材料实施例2：将100份42.5级普通硅酸盐水泥、15份脱硝粉煤灰、40份超细矿渣粉、20份钢渣粗粉、16份水、5份聚合物乳液、0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下重量份的组分:100份的硅酸盐泥、5‑50份的超细矿渣粉、5‑20份的脱硝粉煤灰、10‑30份的钢渣粗粉、15‑20份水、10‑15份表面改性的氮化硼纳米管、3‑10份聚合物乳液、0.6‑1.0份的纤维素醚、0.05‑0.16份的消泡剂、0.2‑0.8份的超分散剂；将上述组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀后即得粘结复合材料；其中,所述表面改性的氮化硼纳米管采用以下方法制得：将氮化硼纳米管置于PH为7‑8的PBS缓冲液中，加入氮化硼纳米管质量3‑8％的多巴胺，反应30‑60分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管。

【技术特征摘要】
1.一种氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下重量份的组分:100份的硅酸盐泥、5-50份的超细矿渣粉、5-20份的脱硝粉煤灰、10-30份的钢渣粗粉、15-20份水、10-15份表面改性的氮化硼纳米管、3-10份聚合物乳液、0.6-1.0份的纤维素醚、0.05-0.16份的消泡剂、0.2-0.8份的超分散剂；将上述组分投入搅拌机，经高速搅拌均匀后即得粘结复合材料；其中,所述表面改性的氮化硼纳米管采用以下方法制得：将氮化硼纳米管置于PH为7-8的PBS缓冲液中，加入氮化硼纳米管质量3-8％的多巴胺，反应30-60分钟，加入稀盐酸终止，然后再经过滤烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管。2.如权利要求1所述的氮化硼纳米管改性粘结复合材料的制备方法,其特征在于,将氮化硼纳米管送入机械研磨至长度为50-150n...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏英，彭凯，贺行洋，陈顺，杨进，王迎斌，曾三海，陈威，秦景燕，卢敏，黄健翔，蒋健，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42