一种低碳复合地聚物浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低碳复合地聚物浆料及其制备方法，涉及建筑材料技术领域。本发明专利技术在制备低碳复合地聚物浆料时，先将新戊二醇和3

【技术实现步骤摘要】
一种低碳复合地聚物浆料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体为一种低碳复合地聚物浆料及其制备方法。

技术介绍

[0002]季冻区即季节性冻土区域，区域内气候条件严酷，常表现为冬严寒、夏酷暑，区域重载交通公路沥青路面病害频发，常见形式有荷载型、高低温型、疲劳型等。国内路面结构在“强基础、薄面层、稳土基”的设计思想指导下，形成了一套符合国情的以半刚性基层为主体的路面设计体系，具有承载能力强、造价低等特点的半刚性基层在干线公路中得到广泛应用。季冻区沥青路面的损坏往往与基层病害有直接关系，尤其是存在先天性隐性微裂缝的半刚性基层，经过一定时间的服役运营，很快发展成为显性的横向反射裂缝，并诱发各类层间及路表病害。在交通荷载的长期作用下，横向反射裂缝及纵向疲劳裂缝不断发展，路表水沿裂缝渗入并在路面结构层间聚集，在荷载动水压力作用下，产生由层间松散、脱空等结构病害引起的唧浆、冻胀等表观病害，并不断发展扩大，导致路面结构承载能力大幅度降低直至丧失。
[0003]基于公路全寿命周期理念，在设计使用寿命周期内，有针对性、有计划性地对半刚性基层采取养护措施，最大限度地发挥其结构使用价值显得尤为重要。本专利技术的低碳复合地聚物浆料因具有致密的三维网络胶凝结构，使其早期强度优良，凝结时间随着养护温度升高而逐渐缩短。界面粘结方面，以共价键为主的碱性三维网络凝胶体作为主要产物，与集料界面结合紧密。被固结后的部分抗渗透性能好、施工工艺简单、耐酸碱性好、极具环保性的高聚物注浆材料，可广泛应用于公路铁路基层病害修补工程。<br/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低碳复合地聚物浆料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述低碳复合地聚物浆料是由改性碳化硅纳米线、碱激发剂、预混料、纳米二氧化硅、聚乙烯醇、纯水、木质素磺酸盐、正硅酸乙酯混合而成。
[0007]作为优化，所述改性碳化硅纳米线是由葡萄糖和碱性硅溶胶反应后煅烧制成碳化硅纳米线，将碳化硅纳米线依次和羟甲基三乙氧基硅烷、甲苯二异氰酸酯、超支化有机硅聚合物反应制得。
[0008]作为优化，所述超支化有机硅聚合物是由新戊二醇和3
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氨丙基三乙氧基硅烷反应制得。
[0009]作为优化，所述预混料是由硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、偏高岭土、粉煤灰和石英砂混合而成。
[0010]作为优化，所述低碳复合地聚物浆料的制备方法包括以下制备步骤：
[0011](1)碳化硅纳米线的制备：将前驱体粉碎并置于玛瑙研钵中研磨30～40min，再加入前驱体质量0.015～0.025倍的氯化钠和前驱体质量0.025～0.035倍氟化钠混合均匀后置于石墨坩埚中，在氩气氛围中，1500～1600℃，煅烧2～3h，降温至600～700℃，置于空气环境保温静置2～3h，冷却至室温，制得碳化硅纳米线；
[0012](2)碳化硅纳米线的改性：将碳化硅纳米线、羟甲基三乙氧基硅烷、质量分数15～20％的氨水和无水乙醇按质量比1：1：8：8～1：2：12：12混合均匀，在20～30℃，30～40kHz超声30～40min，过滤并用纯水洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，得到预改性碳化硅纳米线；将预改性碳化硅纳米线和乙酸乙酯按质量1：2～1：3混合均匀，在氮气氛围中加入预改性碳化硅纳米线质量0.6～0.8倍的甲苯二异氰酸酯和预改性碳化硅纳米线质量0.003～0.005倍的二月桂酸二丁基锡，在10～30℃，300～500r/min搅拌10～15min，再升温至60～70℃，继续搅拌40～50min，再加入预改性碳化硅纳米线质量0.8～1倍的超支化有机硅聚合物，保持温度搅拌条件不变继续反应2～3h，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在20～30℃，100～500Pa静置6～8h，制得改性碳化硅纳米线；
[0013](3)混料：将改性碳化硅纳米线、碱激发剂、预混料、纳米二氧化硅、聚乙烯醇、纯水、木质素磺酸盐、正硅酸乙酯按质量比7：9：20：1：0.03：6：0.1：1～9：12：25：3：0.05：8：0.1：2混合均匀，并在20～40℃，600～800r/min搅拌3～5min，制得低碳复合地聚物浆料。
[0014]作为优化，步骤(1)所述前驱体的制备方法为：将葡萄糖和碱性硅溶胶按质量比1：1～3：4混合均匀，碱性硅溶胶中二氧化硅含量28～32％，氢氧化钠含量0.2～0.4％，其余成分为纯水，在20～30℃，800～1000r/min搅拌30～40min，再静置1～2h，在90～110℃干燥6～8h，再置于氮气氛围中，800～900℃碳化3～4h制备而成。
[0015]作为优化，步骤(2)所述超支化有机硅聚合物的制备方法为：将新戊二醇、3
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氨丙基三乙氧基硅烷按质量比2：1～3：1混合均匀，再加入新戊二醇质量0.01～0.02倍的对甲苯磺酸，在90～100℃，300～500r/min搅拌20～30min，再升温至150～160℃继续搅拌6～8h，冷却至室温后，在50～60℃，1～2kPa静置30～40min制备而成。
[0016]作为优化，步骤(3)所述预混料是将偏高岭土、粉煤灰和石英砂2：1：3～3：1：4混合均匀，在10～30℃，500～1000r/min搅拌2～3min制得。
[0017]作为优化，所述硅酸盐水泥为普通硅酸盐42.5水泥；所述的硫铝酸盐水泥为快硬复合硫铝酸盐42.5水泥；所述偏高岭土的型号为BASF SP
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33；所述粉煤灰的粒径小于0.5μm；所述石英砂的粒径小于1mm。
[0018]作为优化，所述粉煤灰的粒径小于100μm；所述石英砂的粒径小于7mm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0020]本专利技术在制备低碳复合地聚物浆料时，先将硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、偏高岭土、粉煤灰和石英砂混合成预混料，将改性碳化硅纳米线、碱激发剂、预混料、纳米二氧化硅、聚乙烯醇、纯水、木质素磺酸盐、正硅酸乙酯混合制得低碳复合地聚物浆料。
[0021]首先，将新戊二醇和3
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氨丙基三乙氧基硅烷反应制得超支化有机硅聚合物；将葡萄糖和碱性硅溶胶反应后煅烧制成碳化硅纳米线，将碳化硅纳米线依次和羟甲基三乙氧基硅烷、甲苯二异氰酸酯、超支化有机硅聚合物反应制得改性碳化硅纳米线，在碳化硅纳米线表面形成缓冲保护层，避免被碱激发剂腐蚀破坏碳化硅纳米线的总体结构，其次超支化有机硅聚合物在碱激发剂的作用下可水解成硅羟基单体，促进各个组分的交联结合，从而提
高了耐腐蚀性能和抗压性能。
[0022]其次，碱激发剂氢氧根离子使组分中的硅氧共价键和铝氧共价键断裂并形成硅氧四面单体和铝氧四面单体，溶解出的硅氧四面单体和铝氧四面单体不断的扩散并促进更多的含有硅氧共价键和铝氧共价键的组分溶解反应，硅氧四面单体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述低碳复合地聚物浆料是由改性碳化硅纳米线、碱激发剂、预混料、纳米二氧化硅、聚乙烯醇、纯水、木质素磺酸盐、正硅酸乙酯混合而成。2.根据权利要求1所述的一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述改性碳化硅纳米线是由葡萄糖和碱性硅溶胶反应后煅烧制成碳化硅纳米线，将碳化硅纳米线依次和羟甲基三乙氧基硅烷、甲苯二异氰酸酯、超支化有机硅聚合物反应制得。3.根据权利要求2所述的一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述超支化有机硅聚合物是由新戊二醇和3
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氨丙基三乙氧基硅烷反应制得。4.根据权利要求1所述的一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述预混料是由硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、偏高岭土、粉煤灰和石英砂混合而成。5.根据权利要求1所述的一种低碳复合地聚物浆料的制备方法，其特征在于，所述低碳复合地聚物浆料的制备方法包括以下制备步骤：(1)碳化硅纳米线的制备：将前驱体粉碎并置于玛瑙研钵中研磨30～40min，再加入前驱体质量0.015～0.025倍的氯化钠和前驱体质量0.025～0.035倍氟化钠混合均匀后置于石墨坩埚中，在氩气氛围中，1500～1600℃，煅烧2～3h，降温至600～700℃，置于空气环境保温静置2～3h，冷却至室温，制得碳化硅纳米线；(2)碳化硅纳米线的改性：将碳化硅纳米线、羟甲基三乙氧基硅烷、质量分数15～20％的氨水和无水乙醇按质量比1：1：8：8～1：2：12：12混合均匀，在20～30℃，30～40kHz超声30～40min，过滤并用纯水洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，得到预改性碳化硅纳米线；将预改性碳化硅纳米线和乙酸乙酯按质量1：2～1：3混合均匀，在氮气氛围中加入预改性碳化硅纳米线质量0.6～0.8倍的甲苯二异氰酸酯和预改性碳化硅纳米线质量0.003～0.005倍的二月桂酸二丁基锡，在10～30℃，300～500r/min搅拌10～15min，再升温至60～70℃，继续搅拌40～50min，再加入预改性碳化硅纳米线质量0.8～1倍的超支化有机硅聚合物，保持温度搅拌条件不变继续反应2～3h，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在20～30℃，100～500Pa静置6～8h，制得改性碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，高彰君，李萌，
申请(专利权)人：北方道路科技辽宁有限公司，
类型：发明
国别省市：