一种混凝土增强剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种混凝土增强剂，所述增强剂包括特定尺寸的聚氨酯珠粒，所述聚氨酯珠粒通过异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯混合反应得到。所述增强剂有助于提高混凝土的力学性能、透水性能和抗冻性能。本发明专利技术还提供了所述增强剂的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土增强剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土增强剂领域，以及所述增强剂的制备方法。
技术介绍
透水混凝土是一种多孔结构混凝土，通常由粗骨料、胶凝材料、水和外加剂经一定比例配制拌和而成。随着我国城镇化进程的高速发展，目前混凝土已经成为国内消耗量最大的建筑材料之一，保证混凝土材料的各方面性能是建筑行业必须要解决的问题。现有的混凝土依然存在较多不足之处，例如力学性能需要进一步提高、透水性能不足、抗冻性能不足等。但是常规混凝土的组成原料比较固定，对于混凝土各方面性能的提高贡献有限。因此，在常规混凝土的原料中添加增强剂，进一步提高混凝土各方面性能是目前需要研究的技术方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种混凝土增强剂，所述增强剂包括特定尺寸的聚氨酯珠粒，所述聚氨酯珠粒通过异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯混合反应得到。所述增强剂有助于提高混凝土的力学性能、透水性能和抗冻性能。本专利技术还提供了所述增强剂的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种混凝土增强剂，所述增强剂包括粒径为15～20mm的聚氨酯珠粒、5～10mm的聚氨酯珠粒和0.5～1mm的聚氨酯珠粒；所述不同粒径的聚氨酯珠粒的制备方法为：将异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯均匀混合后加入模具进行发泡，发泡结束后得到的将聚氨酯泡沫进行切割、球磨后得到相应粒径的聚氨酯珠粒；所述异氰酸酯反应性组分包括：聚醚多元醇1，羟值为28～56mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇2，羟值为420mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇3，羟值为770mgKOH/g，起始剂为乙二胺，环氧丙烷开环聚合；表面活性剂；3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；催化剂；发泡剂；纳米二氧化锆，粒径为50纳米；其中，所述异氰酸酯反应性组分的制备方法为：预先将所述聚醚多元醇3、纳米二氧化锆、发泡剂、表面活性剂、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入反应器进行超声震荡搅拌，然后将所述聚醚多元醇1、聚醚多元醇2、催化剂加入反应器，搅拌均匀后出料。所述增强剂通过加入特定尺寸的聚氨酯珠粒来提高混凝土材料的各项性能，所述聚氨酯珠粒的制备方法中加入了粒径为50纳米的纳米二氧化锆，以提高聚氨酯珠粒的强度。加入的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷能够促进纳米二氧化锆在聚氨酯材料中的分散性，有利于提高增强剂的增强效果。此外，所述聚氨酯珠粒由特定的三种聚醚多元醇与异氰酸酯反应得到，使得聚氨酯珠粒本身具有一定强度、透水性和抗冻性能，从而提高混凝土的性能。所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯；所述发泡剂为水。所述异氰酸酯反应性组分与所述异氰酸酯的质量比为10：12～18。以所述异氰酸酯反应性组分中各原料的相对质量份计：所述聚醚多元醇1的用量为45～55质量份；所述聚醚多元醇2的用量为30～40质量份；所述聚醚多元醇3的用量为10～18质量份；所述表面活性剂的用量为0.1～1.5质量份；所述3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的用量为3～8质量份；所述催化剂的用量为0.1～0.5质量份；所述发泡剂的用量为5～15质量份；所述纳米二氧化锆的用量为20～30质量份。所述异氰酸酯反应性组分的制备方法中，所述聚醚多元醇3、纳米二氧化锆、发泡剂、表面活性剂、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入反应器进行超声震荡搅拌的时间为12小时，反应器温度控制在60℃。将异氰酸酯反应性组分中包括纳米二氧化锆和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在内的部分原料加入反应器进行超声震荡搅拌，并控制温度和搅拌时间，是为了促进纳米二氧化锆进一步分散，并使得纳米二氧化锆的表面吸附上更多的活性基团，有助于二氧化锆颗粒与聚氨酯分子结合，提高混凝土的各项性能。以下列各组分之间的相对质量份计：15～20mm的聚氨酯珠粒的用量为10～15质量份；5～10mm的聚氨酯珠粒的用量为30～40质量份；0.5～1mm的聚氨酯珠粒的用量为50～60质量份。一种所述增强剂的制备方法，将所述不同粒径的聚氨酯珠粒置于烘箱中进行干燥，烘箱温度控制在60～70℃，烘干时间为2～4小时，干燥后取出聚氨酯珠粒，用搅拌机混合均匀。需要说明的是，所述增强剂用于混凝土性能的增强，加入量为混凝土材料的15～25％，具体加入量可以根据实际情况并参考本领域常用的技术方案进行。本专利技术未作说明的内容，均可按照本领域常用的技术方案进行，不影响本专利技术的实施。例如，制备得到所述聚氨酯泡沫制备成不同尺寸聚氨酯珠粒的方法，可以将聚氨酯泡沫进行切割，再通过球磨机球磨得到特定尺寸的聚氨酯珠粒等。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过将特定尺寸的聚氨酯珠粒组成混凝土增强剂来提高混凝土的各项性能，包括本专利技术优选方案中对于不同尺寸聚氨酯珠粒用量的限定。但是，将常规的聚氨酯泡沫制备成聚氨酯珠粒加入混凝土中，由于常规聚氨酯泡沫本身性能存在局限性，对于混凝土的各项性能的提高有限。因此本专利技术采用添加特定尺寸的纳米二氧化锆来提高聚氨酯珠粒的性能。而按照常规方法加入纳米二氧化锆的效果也并不明显，本专利技术采用加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷并调整制备工艺来促进二氧化锆表面吸附更多的活性基团，以此促进二氧化锆的分散以及其与聚氨酯分子的结合。所述不同粒径的聚氨酯珠粒本身具有孔径，且在混凝土材料中能够形成一定的通道，使得混凝土材料具备优异的透水性。所述聚氨酯珠粒的尺寸随温度变化较小且本身具有一定的强度，能够提高混凝土材料的抗冻性和力学性能。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。实施例和对比例采用的原料包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯，牌号PM200，万华化学公司生产；聚醚多元醇1，羟值为56mgKOH/g，起始剂为甘油，环氧丙烷开环聚合而成；聚醚多元醇2，羟值为420mgKOH/g，起始剂为甘油，环氧丙烷开环聚合而成；聚醚多元醇3，羟值为770mgKOH/g，起始剂为乙二胺，环氧丙烷开环聚合而成；表面活性剂，牌号为L580，迈图公司生产；催化剂，二甲基乙醇胺；发泡剂，水；纳米二氧化锆，粒径为50纳米，上海盈承新材料有限公司生产；普通硅酸盐水泥，唐山奥顺公司生产；粗骨料，成分为天然石料，廊坊松兴公司生产；天然河沙，廊坊松兴公司生产；羧酸盐减水剂，恒创化工生产。聚氨酯1～3、对比聚氨酯1～4的制备方法中各原料的用量列于表1，以各原料的相对质量份计。聚氨酯1～3、对比聚氨酯1～3的制备方法为：预先将聚醚多元醇3(如有)、纳米二氧化锆(如有)、发泡剂、表面活性剂、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(如有)加入反应器进行超声震荡搅拌的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土增强剂，其特征在于，所述增强剂包括粒径为15～20mm的聚氨酯珠粒、5～10mm的聚氨酯珠粒和0.5～1mm的聚氨酯珠粒；/n所述不同粒径的聚氨酯珠粒的制备方法为：将异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯均匀混合后加入模具进行发泡，发泡结束后将得到的聚氨酯泡沫进行切割、球磨后得到相应粒径的聚氨酯珠粒；/n所述异氰酸酯反应性组分包括：聚醚多元醇1，羟值为28～56mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇2，羟值为420mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇3，羟值为770mgKOH/g，起始剂为乙二胺，环氧丙烷开环聚合；表面活性剂；3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；催化剂；发泡剂；纳米二氧化锆，粒径为50纳米；/n其中，所述异氰酸酯反应性组分的制备方法为：预先将所述聚醚多元醇3、纳米二氧化锆、发泡剂、表面活性剂、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入反应器进行超声震荡搅拌，然后将所述聚醚多元醇1、聚醚多元醇2、催化剂加入反应器，搅拌均匀后出料。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土增强剂，其特征在于，所述增强剂包括粒径为15～20mm的聚氨酯珠粒、5～10mm的聚氨酯珠粒和0.5～1mm的聚氨酯珠粒；
所述不同粒径的聚氨酯珠粒的制备方法为：将异氰酸酯反应性组分和异氰酸酯均匀混合后加入模具进行发泡，发泡结束后将得到的聚氨酯泡沫进行切割、球磨后得到相应粒径的聚氨酯珠粒；
所述异氰酸酯反应性组分包括：聚醚多元醇1，羟值为28～56mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇2，羟值为420mgKOH/g，起始剂为甘油和/或三羟甲基丙烷，环氧丙烷开环聚合；聚醚多元醇3，羟值为770mgKOH/g，起始剂为乙二胺，环氧丙烷开环聚合；表面活性剂；3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；催化剂；发泡剂；纳米二氧化锆，粒径为50纳米；
其中，所述异氰酸酯反应性组分的制备方法为：预先将所述聚醚多元醇3、纳米二氧化锆、发泡剂、表面活性剂、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入反应器进行超声震荡搅拌，然后将所述聚醚多元醇1、聚醚多元醇2、催化剂加入反应器，搅拌均匀后出料。


2.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于，所述异氰酸酯为多苯基甲烷多异氰酸酯；所述发泡剂为水。


3.根据权利要求2所述的增强剂，其特征在于，所述异氰酸酯反应性组分与所述异氰酸酯的质量比为10：12～18。


4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭材大，
申请(专利权)人：广州至城建筑材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44