[發明專利]一種混凝土水性修復劑的微膠囊化方法

有效

• 申請號: 201310603676.5
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103613318A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 朱光明;邢峰;宋超男;周玉明;湯皎寧;董必欽;王險峰;韓寧旭
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B22/16
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術領域

本發明屬于自修復材料技術領域，具體涉及一種混凝土水性修復劑的微膠囊化方法。

背景技術

混凝土是一種水硬性的多孔膠凝人造石材料，由于其延伸率微小，抗拉強度低，所以極易產生收縮裂縫和荷載裂縫。裂紋的存在極大地影響了混凝土工程的耐久性，解決的一個方法就是對裂紋進行修復。但人工修復僅適用于外部裂紋，由于裂紋發生的不可預測性以及裂紋探測技術的局限，大量存在的內裂紋很難被發現和修復，為此需要開發具有自主修復功能的“智能型”混凝土。

自修復混凝土的一種實現方法是在混凝土基體中預先包埋修復劑，當裂紋擴展時，包埋的修復劑被某個物理或化學因素所觸發而被釋放，對裂紋進行自動修復。在現有技術中，修復劑一般被包埋在微小的纖維管中或者微膠囊里。相比較而言，兩者中，微膠囊型自修復混凝土具有一定的技術優勢：一是易在混凝土中分散，二是各相同性，可修復任意方向擴展的裂紋。

在微膠囊型自修復混凝土中，最常用環氧樹脂作為修復劑，然而這種有機聚合物類修復劑與無機的混凝土基體不僅存在界面結合力差的問題，還存在老化問題。由于其耐久性遠遠低于混凝土基體，因此被有機修復劑修復的裂紋，在經若干年后，會逐漸失去彌合裂紋的能力，使原裂紋重新開裂，成為安全隱患。

有些無機粘接劑，如硅酸鈉、磷酸二氫鋁等，也是很好的混凝土修復劑。它們與混凝土界面結合力強，且與混凝土一樣耐久，不存在老化問題。但它們大多是水溶性的硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽、硫酸鹽、鉬酸鹽，需要采取油包水（W/O）的方法使其微膠囊化，也就是說，要將它們的水溶液分散在連續的油相中，這與一般的環氧微膠囊的制備方法相反。W/O微膠囊的粒徑比較小，通常在10微米以下。為了獲得幾十至幾百微米粒徑的W/O微膠囊，并對微膠囊的大小和壁厚進行控制，可采用水包油包水（W/O/W）的雙乳液方法制備O/W微膠囊。

雙乳液法是將一種乳狀液(通常稱為初級乳狀液，簡稱初乳)分散在另外的連續相中形成的雙層乳狀液，有W/O/W和O/W/O兩種類型，但都具有“兩膜三相”的多隔室結構。W/O/W型雙乳液是油相液滴中含有一個或多個的水相液滴，這種含有水相液滴的油相液滴又被分散在連續的水相中而形成的乳狀液。采用W/O/W的雙乳液方法制備W/O微膠囊，就是在以油性的聚合物溶液或者油性的聚合物單體作為中間的油相，然后使聚合物溶液中的溶劑蒸發或者發生萃取，使聚合物沉積形成囊壁，或者在外水相（或者內水相）中加入引發劑或者催化劑，使單體聚合成高分子而在油相中沉積而形成囊壁。這種制備微膠囊的方法無需調節pH值，無需大幅改變溫度，溶劑殘留量低，方法簡單，操作方便，適合包覆像多肽、蛋白質等具有生物活性的水溶性物質，因而在醫藥、食品和化妝品等領域獲得了廣泛的應用。但是雙乳液本質上是一個非熱力學穩定體系,極易失穩，發生奧氏熟化（Ostwald?ripening）、絮凝、聚結和分層等現象。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種混凝土水性修復劑的微膠囊化方法。

一種混凝土水性修復劑的微膠囊化方法，其包括如下步驟：

配制內水相，所述內水相為0.5～3mol/L的無機水性混凝土修復劑和0.01～2wt%的膠凝劑水溶液；

配制油相，所述油相為體積濃度50～100%的苯乙烯有機溶液；

配制外水相，所述外水相包含0.01～3wt%的水溶性苯乙烯聚合引發劑；

向所述油相中加入3～15wt%的油包水表面活性劑，溶解后與所述內水相攪拌混合，得初乳；

配制雙乳液；在所述外水相中加入3～5wt%的水包油表面活性劑，溶解后與所述初乳攪拌混合；

對所述雙乳液升溫至35～70℃，攪拌，得混凝土水性修復劑的微膠囊。

本發明提供的混凝土水性修復劑的微膠囊化方法成本低、工藝穩定、簡單，適合工業化生產。

附圖說明

圖1是實施例一制備的混凝土水性修復劑的微膠囊的光學顯微鏡照片；

圖2是實施例一制備的混凝土水性修復劑的微膠囊的掃描電鏡圖片；

圖3是實施例二制備的混凝土水性修復劑的微膠囊的掃描電鏡圖片。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明實施例提供一種混凝土水性修復劑的微膠囊化方法，其包括如下步驟：