[發(fā)明專利]一種聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710406082.3
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107011917B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;E02D3/12
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 林高鋒

本發(fā)明涉及一種聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑，所述聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑包括：(a)可潮氣固化聚硅氧烷?白炭黑超疏水材料懸浮液；以及(b)磁性離子液體。本發(fā)明還涉及一種使用上述聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑來改良膨脹土的方法。本發(fā)明的有益效果在于：(1)通過結(jié)合聚硅氧烷超疏水材料的物理拒水作用以及聚合物網(wǎng)絡(luò)包裹作用等與磁性離子液體對膨脹土的化學(xué)離子交換改良作用，實現(xiàn)永久且顯著地降低膨脹土的膨脹率，提高膨脹土的抗剪切強(qiáng)度；以及(2)制備和施工方法簡單，所用原料環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。具體來說，本發(fā)明涉及一種聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑，以及使用聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑來改良膨脹土的方法。

背景技術(shù)

膨脹土是一種具有較多裂隙和較大脹縮性質(zhì)的地質(zhì)體。膨脹土粘土成分主要由強(qiáng)親水性礦物蒙脫土與伊利石組成，它們吸水時膨脹，失水時收縮，使得膨脹土發(fā)生反復(fù)變形。膨脹土的這些性質(zhì)對工程建筑物等有嚴(yán)重的破壞作用，因此需要改良膨脹土來降低膨脹土的膨脹性。

目前，改良膨脹土的方法主要可分為物理改良方法和化學(xué)改良方法。物理改良方法之一是在膨脹土表面涂覆超疏水涂料，使得大氣中的水分不能進(jìn)入膨脹土。但現(xiàn)有超疏水涂料耐候性較差。化學(xué)改良方法之一是使用聚合物來改良膨脹土，但聚合物只通過包裹、機(jī)械嚙合等物理作用來提高粘土顆粒之間的連接作用，因此降低膨脹土膨脹性以及增加膨脹土強(qiáng)度的作用有限。另一種化學(xué)改良方法包括通過化學(xué)試劑與膨脹土之間發(fā)生離子交換來永久改變膨脹土的晶層結(jié)構(gòu)。但其不足之處在于見效時間慢，且所使用的化學(xué)試劑或多或少會帶來環(huán)境污染的問題，因此用量受到限制。

為此，本領(lǐng)域仍然需要開發(fā)一種耐候性好、效率高且可在室溫下快速固化的環(huán)保膨脹土改良劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑，所述聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑主要包括可潮氣固化聚硅氧烷-白炭黑超疏水材料懸浮液和磁性離子液體。可潮氣固化聚硅氧烷-白炭黑超疏水材料懸浮液在催化劑和交聯(lián)劑的作用下可于室溫下快速固化，同時形成超疏水表面和聚合物網(wǎng)絡(luò)，通過拒水作用以及聚合物網(wǎng)絡(luò)對膨脹土顆粒的包裹和機(jī)械嚙合等作用來降低膨脹土的膨脹性、增加膨脹土的抗剪強(qiáng)度，以及提高超疏水表面的耐候性。磁性離子液體則可與膨脹土發(fā)生離子交換，永久改變膨脹土的晶層結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低膨脹土的膨脹性、增加膨脹土的抗剪強(qiáng)度。

本發(fā)明的目的還在于提供一種使用聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑來改良膨脹土的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供下述技術(shù)方案。

在第一方面中，本發(fā)明提供一種聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑，所述聚硅氧烷超疏水膨脹土改良劑可包括：(a)可潮氣固化聚硅氧烷-白炭黑超疏水材料懸浮液；以及(b)磁性離子液體；其中，(b)磁性離子液體的結(jié)構(gòu)如下述結(jié)構(gòu)式(I)所示：

在式(I)中，n＝6-15，X為Cl或Br；以及其中所述(a)可潮氣固化聚硅氧烷-白炭黑超疏水材料懸浮液通過下述方法來制備：在25-40℃下，將聚硅氧烷溶解于無水乙醇中，混合均勻之后加入白炭黑，超聲分散得到第一有機(jī)溶液；以及將催化劑和交聯(lián)劑依次加入第一有機(jī)溶液，攪拌30-50分鐘，得到所述(a)可潮氣固化聚硅氧烷-白炭黑超疏水材料懸浮液。

在第一方面的一種實施方式中，所述聚硅氧烷可包括含氫聚二甲基硅氧烷和/或端羥基聚二甲基硅氧烷。

在第一方面的另一種實施方式中，所述交聯(lián)劑可包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁基硅烷和乙烯基三丁酮肟基硅烷中的一種或多種。

在第一方面的另一種實施方式中，所述催化劑可包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫和二烷基錫馬來酸酯中的一種或多種。