[发明专利]一种混凝土水性修复剂的微胶囊化方法

说明书

技术领域

本发明属于自修复材料技术领域，具体涉及一种混凝土水性修复剂的微胶囊化方法。

背景技术

混凝土是一种水硬性的多孔胶凝人造石材料，由于其延伸率微小，抗拉强度低，所以极易产生收缩裂缝和荷载裂缝。裂纹的存在极大地影响了混凝土工程的耐久性，解决的一个方法就是对裂纹进行修复。但人工修复仅适用于外部裂纹，由于裂纹发生的不可预测性以及裂纹探测技术的局限，大量存在的内裂纹很难被发现和修复，为此需要开发具有自主修复功能的“智能型”混凝土。

自修复混凝土的一种实现方法是在混凝土基体中预先包埋修复剂，当裂纹扩展时，包埋的修复剂被某个物理或化学因素所触发而被释放，对裂纹进行自动修复。在现有技术中，修复剂一般被包埋在微小的纤维管中或者微胶囊里。相比较而言，两者中，微胶囊型自修复混凝土具有一定的技术优势：一是易在混凝土中分散，二是各相同性，可修复任意方向扩展的裂纹。

在微胶囊型自修复混凝土中，最常用环氧树脂作为修复剂，然而这种有机聚合物类修复剂与无机的混凝土基体不仅存在界面结合力差的问题，还存在老化问题。由于其耐久性远远低于混凝土基体，因此被有机修复剂修复的裂纹，在经若干年后，会逐渐失去弥合裂纹的能力，使原裂纹重新开裂，成为安全隐患。

有些无机粘接剂，如硅酸钠、磷酸二氢铝等，也是很好的混凝土修复剂。它们与混凝土界面结合力强，且与混凝土一样耐久，不存在老化问题。但它们大多是水溶性的硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、硫酸盐、钼酸盐，需要采取油包水（W/O）的方法使其微胶囊化，也就是说，要将它们的水溶液分散在连续的油相中，这与一般的环氧微胶囊的制备方法相反。W/O微胶囊的粒径比较小，通常在10微米以下。为了获得几十至几百微米粒径的W/O微胶囊，并对微胶囊的大小和壁厚进行控制，可采用水包油包水（W/O/W）的双乳液方法制备O/W微胶囊。

双乳液法是将一种乳状液(通常称为初级乳状液，简称初乳)分散在另外的连续相中形成的双层乳状液，有W/O/W和O/W/O两种类型，但都具有“两膜三相”的多隔室结构。W/O/W型双乳液是油相液滴中含有一个或多个的水相液滴，这种含有水相液滴的油相液滴又被分散在连续的水相中而形成的乳状液。采用W/O/W的双乳液方法制备W/O微胶囊，就是在以油性的聚合物溶液或者油性的聚合物单体作为中间的油相，然后使聚合物溶液中的溶剂蒸发或者发生萃取，使聚合物沉积形成囊壁，或者在外水相（或者内水相）中加入引发剂或者催化剂，使单体聚合成高分子而在油相中沉积而形成囊壁。这种制备微胶囊的方法无需调节pH值，无需大幅改变温度，溶剂残留量低，方法简单，操作方便，适合包覆像多肽、蛋白质等具有生物活性的水溶性物质，因而在医药、食品和化妆品等领域获得了广泛的应用。但是双乳液本质上是一个非热力学稳定体系,极易失稳，发生奥氏熟化（Ostwald ripening）、絮凝、聚结和分层等现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种混凝土水性修复剂的微胶囊化方法。

一种混凝土水性修复剂的微胶囊化方法，其包括如下步骤：

配制内水相，所述内水相为0.5～3mol/L的无机水性混凝土修复剂和0.01～2wt%的胶凝剂水溶液；

配制油相，所述油相为体积浓度50～100%的苯乙烯有机溶液；

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发剂；

向所述油相中加入3～15wt%的油包水表面活性剂，溶解后与所述内水相搅拌混合，得初乳；

配制双乳液；在所述外水相中加入3～5wt%的水包油表面活性剂，溶解后与所述初乳搅拌混合；

对所述双乳液升温至35～70℃，搅拌，得混凝土水性修复剂的微胶囊。

本发明提供的混凝土水性修复剂的微胶囊化方法成本低、工艺稳定、简单，适合工业化生产。

附图说明

图1是实施例一制备的混凝土水性修复剂的微胶囊的光学显微镜照片；

图2是实施例一制备的混凝土水性修复剂的微胶囊的扫描电镜图片；

图3是实施例二制备的混凝土水性修复剂的微胶囊的扫描电镜图片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种混凝土水性修复剂的微胶囊化方法，其包括如下步骤：