一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料和建筑材料技术领域，且公开了一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂，包括以下重量份数配比的原料：电石渣30质量份、有机分散剂20～50质量份、氢氧化钠6.125质量份、丙烯酸15质量份、交联剂0.25质量份、引发剂0.255质量份。该具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺，通过采用反向悬浮聚合法制备球型高吸水树脂，反相悬浮法制备高吸水性树脂具有聚合过程稳定、能够直接得到粒状产品易被阻隔层材料包裹、所得产物易干燥、聚合物的吸水性能好等优点，采用电石渣与球型高吸水树脂形成的微米功能层既可以内层防水的作用又可以使球型高吸水树脂与纳米功能层涂料粘接紧密，可以使纳米功能层涂料均匀的包裹在球型高吸水树脂上。的包裹在球型高吸水树脂上。

【技术实现步骤摘要】
一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及高分子材料和建筑材料
，具体为一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术的发展，高吸水树脂在自愈合领域已经逐渐运用，在建筑工程中，由于水泥基材料本身固有的脆性和较低的抗拉强度，在所以水泥基难以避免出现开裂的情况，尽管裂纹的存在是一个水泥基材料硬化后必不可少的内在特征，但是它们的长期存在会影响结构的稳定，尤其是在不均匀荷载或者恶劣环境中特别容易产生微裂纹，微裂纹逐渐发展为大尺寸裂缝，降低水泥基材料的耐久性，带来安全隐患，开发和研究用于制备自愈合水泥基的新方法以及自愈合水泥基添加的新材料受到广泛关注。
[0003]在已有的报道中，自愈合水泥基材料已经有较多的研究，但传统的自愈合水泥基材料中添加的高吸水树脂对于水泥基材料的强度影响很大，直接或者由于阻隔不完全，导致吸水树脂吸水、水泥基材料强度降低，本专利技术的纳微米阻隔功能层的主要功能是避免混凝土中的水分接触树脂，同时，该阻隔功能层具有一定的强度，可替代部分细骨料，且避免水泥基材料在龄期内或者是养护结束时，由于树脂释水收缩留下孔洞，造成强度降低，从而达到在不影响水泥基材料耐久性的情况下，当微裂缝首次产生、将阻隔功能层破坏时，树脂吸水溶胀封堵裂缝。
[0004]经检索到中国专利CN114716177A并公开了一种适用于自修复水泥基材料水泥颗粒微胶囊的制备方法，通过油相准备：将固体颗粒与囊壁材料按照重量比1:1
‑
1:10的比例混合作为油相，将其在水浴中加热到40
‑
80℃；其中囊壁材料的组成为：表面活性剂0.1wt％
‑
5.0wt％、异氰酸酯0wt％
‑
50wt％、石蜡0wt％
‑
90wt％和正己烷1wt％
‑
10wt％，这几种之和为100wt％，水相准备：将阴离子表面活性剂溶解在水中得到水相，其质量百分比浓度为0.1wt％
‑
5wt％，并加热至30
‑
60℃，乳化：将在转速为200r/mi n
‑
700r/mi n的条件下，将油相倒入水相中并搅拌15
‑
60分钟，其中油水重量比为1:1
‑
1:10，界面聚合：将胺的一种或几种加入水相中，并反应1
‑
5小时，胺与水相中的水的比例为每200ml中加入10克胺，冷凝，将冷水倒入水相中，冲洗4
‑
5遍微胶囊并干燥12
‑
24小时，从而获得水泥颗粒为囊芯的微胶囊，该专利技术是利用融化分散冷凝技术，实现水泥颗粒的包裹，做到了微胶囊中包裹水泥颗粒的先例。采用该方法合成的水泥颗粒微胶囊，可以实现使用水泥修复水泥的目的。
[0005]然而该专利技术是利用融化分散冷凝技术，实现水泥颗粒的包裹，做到了微胶囊中包裹水泥颗粒的先例，采用该方法合成的水泥颗粒微胶囊，可以实现使用水泥修复水泥的目的，但是相对于本专利技术，其制备过程和原材料较为复杂，所述囊壁材料中加有石蜡，熔点为57
‑
63℃，而水泥水化温度为60
‑
70℃，所以该微胶囊在参入水泥基材料中，伴随水泥水化放热，有可能导致囊壁破裂，本专利技术表面纳微米阻隔功能层坚固，不容易受到其他环境因素影响失效，制备方法简单高效，有较高的经济效益和环保效益，制备过程迅速，鉴于此，提出了一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺，解决了囊壁受热发生破裂的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂，包括以下重量份数配比的原料：电石渣30质量份、有机分散剂20～50质量份、氢氧化钠6.125质量份、丙烯酸15质量份、交联剂0.25质量份、引发剂0.255质量份。
[0010]本专利技术要解决的另一技术问题是提供具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂的工艺，包括以下步骤：
[0011]步骤一：反向悬浮法制备高吸水树脂，向装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌装置和氮气导入管的250mL四口反应瓶中加入适量环已烷，在一定转速下搅拌，通氮气驱氧，加入用氢氧化钠部分中和的丙烯酸、交联剂和引发剂，冷却、过滤掉体系中的油相，干燥后得到球型高吸水树脂，用圆孔筛筛选最优直径的球型吸水树脂；
[0012]步骤二：将电石渣置于湿磨罐中，加入湿磨球，加入筛分过后的球型吸水树脂，进行400r/mi n干磨10～40mi ns，获得具有微米功能层的球型高吸水树脂；
[0013]步骤三：将30质量份电石渣置于湿磨罐中，加入20～50质量份有机分散剂，800r/mi n湿磨60mi ns，研磨后筛分，得到纳米功能层涂料；
[0014]步骤四：将具有微米功能层的球型高吸水树脂颗粒加入筛网中，筛网放置在水平振捣台上振捣，将纳米功能层涂料倒入过滤，使其表面均匀包裹，将包裹均匀的球型高吸水树脂加热至70℃晾干，得到表面纳微米阻隔功能层的高吸水树脂的原料树脂；
[0015]步骤五：将原料树脂放入二氧化碳浓度为20％～80％的环境下碳化养护20mi n，表面固化，形成表面具有微纳米阻隔层的高吸水树脂。
[0016]进一步，步骤一中所述氢氧化钠与丙烯酸中和的中和度为60％～80％。
[0017]进一步，步骤一中所述球型吸水树脂为圆孔筛筛选粒径0.075mm～0.8mm的球型吸水树脂。
[0018]进一步，步骤一中所述交联剂为N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺，步骤一中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
[0019]进一步，步骤二中所述微米功能层为电石渣与球型高吸水树脂干磨后，电石渣粉末在球型高吸水树脂表面形成的质地均匀的结构层。
[0020]进一步，步骤二、步骤三中所述湿磨罐的材料为氧化锆，步骤二、步骤三中所述湿磨过程选用湿磨球粒径为1.2～1.8mm。
[0021]进一步，步骤三中所述有机分散剂为乙醇和羧甲基纤维素按3：1的混合溶液。
[0022]进一步，步骤四中所述具有微米功能层的球型高吸水树脂的过程为，将步骤三中所述纳米功能层涂料与步骤二所述具有微米功能层的球型高吸水树脂混合，通过物理包覆和化学复合聚合反应形成阻隔层，将具有微米功能层的球型高吸水树脂包覆。
[0023](三)有益效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供了一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺，具备以下有益效果：
[0025]1、该具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂及其制备工艺，通过采用反向悬浮聚合法制备球型高吸水树脂，反相悬浮法制备高吸水性树脂具有聚合过程稳定、能够直接得到粒状产品易被阻隔层材料包裹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：电石渣30质量份、有机分散剂20～50质量份、氢氧化钠6.125质量份、丙烯酸15质量份、交联剂0.25质量份、引发剂0.255质量份。2.一种制备权利要求1所述具有纳微米碳化功能层的高吸水树脂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：反向悬浮法制备高吸水树脂，向装有温度计、回流冷凝管、电动搅拌装置和氮气导入管的250mL四口反应瓶中加入适量环已烷，在一定转速下搅拌，通氮气驱氧，加入用氢氧化钠部分中和的丙烯酸、交联剂和引发剂，冷却、过滤掉体系中的油相，干燥后得到球型高吸水树脂，用圆孔筛筛选最优直径的球型吸水树脂；步骤二：将电石渣置于湿磨罐中，加入湿磨球，加入筛分过后的球型吸水树脂，进行400r/min干磨10～40mins，获得具有微米功能层的球型高吸水树脂；步骤三：将30质量份电石渣置于湿磨罐中，加入20～50质量份有机分散剂，800r/min湿磨60mins，研磨后筛分，得到纳米功能层涂料；步骤四：将具有微米功能层的球型高吸水树脂颗粒加入筛网中，筛网放置在水平振捣台上振捣，将纳米功能层涂料倒入过滤，使其表面均匀包裹，将包裹均匀的球型高吸水树脂加热至70℃晾干，得到表面纳微米阻隔功能层的高吸水树脂的原料树脂；步骤五：将原料树脂放入二氧化碳浓度为20％～80％的环境下碳化养护20min，表面固化，形成表面具有微纳米阻隔层的高吸水树脂。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，邱金胤，贺行洋，苏英，代飞，段晓鹏，张峻珲，李田，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：