[發明專利]建筑用混雜納米復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110232385.0
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102936113A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 羅健林;段忠東;李秋義;劉璽;孫勝偉
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;B28B1/52
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種建筑用材料以及該材料的生產方法。

背景技術

水泥/混凝土的低韌性、高脆性、減振耗能性能低的缺點一直限制著其作為主要土木工程材料的使用，人們一直嘗試添加各類高性能宏觀纖維材料來減弱水泥材料引起的結構失效、提升它的機械性能。眾所周知，水泥基材料硬化后常是一種包多尺度、多孔性的凝膠體，其孔結構既包括大于1μm的大孔，又包括介于10²-10³nm間的毛細孔，介于10-10²nm的過渡孔，還包括小于10nm的凝膠孔，且多數處于納米尺度。相應宏觀纖維增強水泥基材料在微觀/納米尺度仍有諸多缺陷，需要利用納米纖維材料或樹脂填料對其進一步改性，改善其力學與功能性能。

納米纖維尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導態的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相近，表現出諸多納米效應，如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面與界面效應和宏觀量子隧道效應等。當將這種高性能的納米纖維添加到水泥基體中，納米纖維可填充水泥基材料的孔隙，改善其微孔結構，提高水泥基體力學性能及抗變形能力的效用，如專利號為ZL200810064075.0和專利號為ZL200810064119.X的中國專利中分別所提及利用碳納米管納米纖維來增強水泥基復合材料的抗拉強度、彎曲強度、動態沖擊強度等機械力學性能。然而，纖維增強復合材料的綜合性能取決于兩大因素：纖維的分散性及纖維與基體的界面黏結強度，而對于納米纖維增強復合材料來說，這兩大因素通常是相互矛盾的，因而其纖維橋聯、增韌效應難以在基體中得到充分發揮。且對于導電納米纖維復合水泥基材料來說，外在水分可侵入材料內部，復合材料內部孔溶液離子濃度增加，在電場的作用下發生遷移，產生極化效應，進而大大影響復合材料電學測試結果的穩定性，進而不利于應用其力-電效應發展成為一種智能傳感器件。

結構用熱固性樹脂材料是一種高強度的膠粘聚合物材料，廣泛應用于交通、建筑結構的抗滲防水、抗沖擊、加固、補強等方面，如專利號為ZL20041001094.4的中國專利中所提及利用聚合物砂漿來改善聚苯板的防水、保溫性能。然而由于高粘度、親油不溶于水、不能在潮濕環境固化的特性，普通熱固性樹脂不能與親水性的材料直接混合，長期相容耐久性難以有效保證，限制了樹脂材料在土木工程領域中更為廣泛的應用。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提供一種建筑用混雜復合材料，其克服現有納米纖維水泥基材料、聚合物改性水泥基材料靜、動態機械性能不足、相容耐久性低、電學性能不穩定問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：其包括以下按重量配比的組份：100份水泥、10-30份水性樹脂、0.01-45份水性樹脂固化劑、25-50份水、0.5-2份的超塑化劑、0.1-5份納米纖維、0.1-5份納米纖維分散劑、0.01-3份增稠穩定劑、0.02-0.2份抑泡劑。

水性樹脂(與/或配套水性固化劑)是把樹脂以微粒或液滴的形式分散于以水為連續相介質中而配得的穩定樹脂乳液，能較好地與水泥基材料混合使用，在潮濕環境中黏結固化，提高硬化后水泥基材料的密實防水性、抗沖擊韌性等性能。將納米纖維與水性樹脂，有效組合復合到水泥基材料中，形成無宏觀缺陷(MDF)的網狀膠結結構，將不僅提高多孔性水泥基材料的防水抗滲能力，有效的消除導電納米纖維增強相應混雜復合材料電學測試時內部多孔性溶液中存在的極化效應，而且會發揮高分子樹脂材料的大分子鏈段在外力/變形的長期作用下表現出特有的韌性和粘彈性，進而使混雜復合材料具有良好的抗沖擊及動態阻尼減振能力。

本發明的復合材料還包括100-250重量份的砂子。砂子為中砂，細度模數為2.3-3.0、平均粒徑為0.35-0.5mm；或細砂，細度模數為1.6-2.2、平均粒徑為0.25-0.35mm；或特細砂，細度模數在1.5以下、平均粒徑在0.25mm以下。