一种超疏水自清洁再生水泥及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超疏水自清洁再生水泥，按重量份计，其制备原料包括：高铝水泥100份、基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物10‑30份。本发明专利技术还涉及所述超疏水自清洁再生水泥的制备方法。本发明专利技术的超疏水自清洁再生水泥自清洁性能好、疏水性强且强度高，市场前景良好。

A superhydrophobic self-cleaning recycled cement and its preparation method

The invention relates to a superhydrophobic self-cleaning recycled cement, which comprises 100 portions of high alumina cement and 10 to 30 portions of superhydrophobic polymer based on polytetrafluoroethylene by weight. The invention also relates to the preparation method of the superhydrophobic self-cleaning recycled cement. The superhydrophobic self-cleaning recycled cement of the invention has good self-cleaning performance, strong hydrophobicity and high strength, and good market prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水自清洁再生水泥及其制备方法
本专利技术涉及疏水膜
，特别涉及一种超疏水自清洁再生水泥及其制备方法。
技术介绍
水泥基外墙、跨海大桥、海港码头以及轮船等均需要大量使用水泥，特别是应用于污水池、酸碱液体储液池等特殊领域时，要求水泥具备更好的耐久性。一般认为，水体会逐渐腐蚀水泥，从而造成其强度下降，若能提高水泥的疏水性，则可以大大提高水泥的使用寿命。聚四氟乙烯膜具有化学稳定性好以及耐腐蚀的优点，可以广泛应用于不同的领域，尤其是作为强疏水性的膜材料（超疏水材料）。超疏水聚四氟乙烯膜的表面通常是指与水的接触角大于150°的表面，当水滴与超疏水表面接触并发生滚动时，将会带走附着于固体表面的污染物，从而具备自清洁能力。若能将聚四氟乙烯膜与水泥相结合，则有可能获得自清洁性能好且高度疏水的新型水泥。
技术实现思路
本专利技术公开了一种超疏水自清洁再生水泥，按重量份计，其制备原料包括：高铝水泥100份基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物10-30份；其中，按重量份计，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷20-50聚合物改性纳米填料10-20润滑剂5-15羟丙基淀粉醚5-10KH-5501-5溶剂60-80。优选地，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷30-40聚合物改性纳米填料15-20润滑剂10-15羟丙基淀粉醚6-9KH-5502-4溶剂70-80。更优选地，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷36聚合物改性纳米填料17润滑剂12羟丙基淀粉醚7KH-5503溶剂75。优选地，所述聚硅氧烷的制备方法为：将10克3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、30克全氟辛基三乙氧基硅烷、55克1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、5克低磺化度氧化石墨烯以及0.2克四甲基氢氧化铵加入反应器中，通氮气保护，搅拌并升温至90℃反应2小时后，再升温至120℃反应1小时后，得聚硅氧烷。优选地，所述聚合物改性纳米填料的制备方法为：（1）将1,2-丙二醇1mol、对苯二甲酸1mol、三羟甲基丙烷0.5mol和单丁基氧化锡0.01mol加入反应器中，氩气保护并升温至90℃反应2小时后，再升温至270℃并将真空度调节为小于0.02兆帕后，继续反应6小时后，降温至室温，再向反应器中加入N，N-二甲基甲酰胺1000ml、β-环糊精0.2mol以及硅烷偶联剂KH-5600.05mol,然后升温至110℃反应10小时后，将反应溶液倒入水中，用水洗涤所得固体3次后，将该固体充分干燥，得环糊精改性聚酯；（2）室温下，将20克上述环糊精改性聚酯溶解在1000ml的DMF中，然后加入2克的纳米氧化钇（平均粒径300纳米）、3克的纳米二氧化硅（平均粒径100纳米）、5克的羟基磷灰石（平均粒径1微米）以及5克的硅烷偶联剂KH-550，维持室温搅拌2小时后，抽滤并将所得固体充分干燥，得聚合物改性纳米填料。优选地，所述润滑剂为航空煤油。优选地，所述溶剂选自二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、乙醇、异丙醇中的至少一种；优选为N，N-二甲基甲酰胺和异丙醇的混合物；更优选为N，N-二甲基甲酰胺和异丙醇按重量比1:3的混合物。优选地，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料还包括：N-七氟丁酰基咪唑1-101,7-二溴庚烷1-10。在一种实施方式中，基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备方法，包括以下步骤：（1）将制备所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的原料在搅拌器中搅拌并充分混合，以形成混合物料，然后该混合物料在常温下静置熟化5小时；（2）在60℃下，用压延机将上述混合物料压延成基带；（3）在150℃下，用扩辐机将上述基带先纵向拉伸2倍，再横向拉伸2倍后，于330℃烧结热定型，烧结时间为2小时，得到疏水复合膜材料；（4）将所述疏水复合膜材料研磨成细颗粒，得所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物。本专利技术还提供超疏水自清洁再生水泥的方法，包括以下步骤：将高铝水泥与基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物充分混合后，得到。专利技术的有益技术效果为：1、通过聚合物包覆填料，获得更好的分散效果，并提高交联度以获得更好的粘附力以及疏水效果；2、通过不同粒径填料的配合，获得更好的微观结构，以提高疏水性；3、低磺化度氧化石墨烯的加入可以提高体系的强度；4、通过溶剂的调整可以获得更好的体系分散性并提高疏水效果；5、N-七氟丁酰基咪唑和1,7-二溴庚烷可以提高膜的交联度，从而提高强度。具体实施方式原料：磺化氧化石墨烯的制备方法为：按重量份，将氧化石墨烯1份、氯乙基磺酸钠10份、氢氧化钾6份以及去离子水300份加入反应器中，然后加入浓硝酸3份并升温至50℃反应1-5小时后，将反应液倒入冰水中，用冰水洗涤所得固体3次后，将该固体充分干燥得不同磺化度的磺化氧化石墨烯；具体地，反应时间为1小时，获得磺化度约为10%的氧化石墨烯，反应时间为5小时时，获得磺化度约为30%的氧化石墨烯。其它原料均为市售。实施例1按重量份，在搅拌机中，将100份的高铝水泥与20份的基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物充分混合后，得到超疏水自清洁再生水泥；所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备方法为：（1）将聚四氟乙烯100克、聚硅氧烷20克、聚合物改性纳米填料10克、航空煤油5克、羟丙基淀粉醚5克、KH-5501克、溶剂60克（N，N-二甲基甲酰胺和异丙醇按重量比1:3的混合物）在搅拌器中搅拌并充分混合，以形成混合物料，然后该混合物料在常温下静置熟化5小时；（2）在60℃下，用压延机将上述混合物料压延成基带；（3）在150℃下，用扩辐机将上述基带先纵向拉伸2倍，再横向拉伸2倍后，于330℃烧结热定型，烧结时间为2小时，得到疏水复合膜材料；（4）将所述疏水复合膜材料研磨成细颗粒，得所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物；其中，所述聚硅氧烷的制备方法为：将10克3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、30克全氟辛基三乙氧基硅烷、55克1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、5克低磺化度氧化石墨烯（磺化度10%）以及0.2克四甲基氢氧化铵加入反应器中，通氮气保护，搅拌并升温至90℃反应2小时后，再升温至120℃反应1小时后，得聚硅氧烷；所述聚合物改性纳米填料的制备方法为：（1）将1,2-丙二醇1mol、对苯二甲酸1mol、三羟甲基丙烷0.5mol和单丁基氧化锡0.01mol加入反应器中，氩气保护并升温至90℃反应2小时后，再升温至270℃并将真空度调节为小于0.02兆帕后，继续反应6小时后，降温至室温，再向反应器中加入N，N-二甲基甲酰胺1000ml、β-环糊精0.2mol以及硅烷偶联剂KH-5600.05mol,然后升温至110℃反应10小时后，将反应溶液倒入水中，用水洗涤所得固体3次后，将该固体充分干燥，得环糊精改性聚酯；（2）室温下，将20克上述环糊精改性聚酯溶解在1000ml的DMF中，然后加入2克的纳米氧化钇（平均粒径300纳米）、3克的纳米二氧化硅（平均粒径100纳米）、5克的羟基磷灰石（平均粒径1微米）以及5克的硅烷偶联剂KH-550，维持室温搅拌2小时后，抽滤并将所得固体充分干燥，得聚合物改性纳米填料。实施例2按重量份，在搅拌机中，将100份的高铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：高铝水泥                        100份基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物    10‑30份；其中，按重量份计，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯                      100聚硅氧烷                        20‑50聚合物改性纳米填料              10‑20润滑剂                          5‑15羟丙基淀粉醚                    5‑10KH‑550                          1‑5溶剂                            60‑80。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：高铝水泥100份基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物10-30份；其中，按重量份计，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷20-50聚合物改性纳米填料10-20润滑剂5-15羟丙基淀粉醚5-10KH-5501-5溶剂60-80。2.根据权利要求1所述的超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，按重量份计，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷30-40聚合物改性纳米填料15-20润滑剂10-15羟丙基淀粉醚6-9KH-5502-4溶剂70-80。3.根据权利要求2所述的超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，按重量份计，所述基于聚四氟乙烯的超疏水聚合物的制备原料包括：聚四氟乙烯100聚硅氧烷36聚合物改性纳米填料17润滑剂12羟丙基淀粉醚7KH-5503溶剂75。4.根据权利要求1所述的超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，所述聚硅氧烷的制备方法为：将10克3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、30克全氟辛基三乙氧基硅烷、55克1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、5克低磺化度氧化石墨烯以及0.2克四甲基氢氧化铵加入反应器中，通氮气保护，搅拌并升温至90℃反应2小时后，再升温至120℃反应1小时后，得聚硅氧烷。5.根据权利要求1所述的超疏水自清洁再生水泥，其特征在于，所述聚合物改性纳米填料的制备方法为：（1）将1,2-丙二醇1mol、对苯二甲酸1mol、三羟甲基丙烷0.5mol和单丁基氧化锡0.01mol加入反应器中，氩气保护并升温至90℃反应2小时后，再升温至270℃并将真空度调节为小于0.02兆帕后，继续反应6小时后，降温至室温，再向反应器中加入N，N-二甲基甲酰胺1000ml、β-环糊精0.2mol以及硅烷偶联剂KH-5600.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尚宏，吴新年，
申请(专利权)人：湖北彩砼新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42