[发明专利]一种含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆及其制备方法

说明书

本发明提供一种含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆及其制备方法，包括以下步骤：将酸化的多壁碳纳米管加入DMF溶液中，超声分散均匀，再依次加入乙二胺、甲醇、丙烯酸甲酯，在氮气氛围下搅拌，得到碳纳米管接枝聚酰胺；将碳纳米管接枝聚酰胺加入甲醇中，再加入银前驱体，低温减压蒸馏，得到含纳米银的碳纳米管接枝聚酰胺；将硝酸锌水溶液缓慢滴加到氢氧化钠水溶液中，加热剧烈搅拌，滴加完毕后，保温，过滤得到纳米氧化锌；将含纳米银的碳纳米管接枝聚酰胺与环氧树脂、水泥、再生建筑骨料、玻璃纤维、纳米氧化锌和减水剂混合，形成含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆。本发明制备的砂浆各组份分散均匀，机械性能优异、耐磨、耐老化、抗菌。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆及其制备方法。

背景技术

混凝土材料是当今世界用途最广、用量最大的建筑材料之一，随着现代混凝土工程的大型化、超大型化、工程环境的超复杂化以及混凝土材料应用领域的不断扩大，人们对混凝土材料的要求也越来越高。然而混凝土结构在使用过程中收到环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，不可避免的产生损伤、抗力衰减、疲劳裂纹等问题，直接影响人们的工作与生活的安全。

纳米材料是颗粒尺寸在纳米级的超细材料，纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面组成，纳米材料结构上的特殊性和处于热力学上极不稳定的状态，因此具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等。普通的水泥本身的颗粒粒径通常在7-200微米之间，但是其中700％的水化产物水化硅酸钙凝胶尺寸在纳米级范围，因此混凝土实际上是由水化硅酸钙凝胶为主凝聚而成的初级纳米材料，但是这初级纳米材料的纳米结构是相当无序的，因此在混凝土中加入其他纳米材料，有望在混凝土原有网络结构的基础上建立新的网络，赋予混凝土新的功能性。

目前，碳纳米管、纳米金属粉末、纳米金属氧化物等在混凝土的应用较为广泛。中国专利CN103848599B公开的一种氧化铝/氧化锌复合保温砂浆及其制作方法，该保温砂浆中含有水泥、明矾石、白云石、造纸废渣、β-半水石膏、可再分散乳胶粉、氧化铝、氧化锌、竹炭纤维、木质素磺酸钙和助剂，该保温砂浆中加入了造纸废渣，并且含有氧化铝和氧化锌金属氧化物，在降低生产成本的同时，赋予砂浆保温、隔热、防水、阻燃的性能。中国专利CN106007553A公开的一种碳纳米管/聚乙烯醇高韧性智能水泥砂浆及其制备，该水泥砂浆中含有碳纳米管、聚乙烯醇胶体溶液、硅酸盐水泥、砂、水和消泡剂，是将碳纳米管分散于聚乙烯醇胶体溶液混合进行原位聚合后作为复合改性剂，再与其他组份混合形成砂浆，该砂浆可以通过内部电阻变化反映出基材内部应力变化，而且断裂韧性方面性能优异，但是碳纳米管与聚乙烯醇胶体溶液只是简单的混合，并进行化学接枝，因此碳纳米管在砂浆中的分散性并不好，容易造成混凝土的性能不均。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆及其制备方法，将碳纳米管与纳米银接枝于聚酰胺中，然后与柱状纳米氧化锌加入环氧树脂砂浆中，形成的复合砂浆机械性能优异、耐磨、耐老化、抗菌。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆，所述含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆包括含纳米银的碳纳米管接枝聚酰胺、环氧树脂、水泥、再生建筑骨料、玻璃纤维、纳米氧化锌和减水剂，所述含纳米银的碳纳米管接枝聚酰胺是将酸化的碳纳米管接枝聚酰胺然后再原位还原形成纳米银得到的，所述再生建筑骨料是建筑混凝土和砖渣经锤击振捣粉碎水洗烘干得到，所述减水剂为西卡聚羧酸类高效减水剂，所述纳米氧化锌为粒径为50-80nm的柱状纳米氧化锌。

作为上述技术方案的优选，所述含碳纳米管接枝聚酰胺的环氧树脂砂浆的组份，按重量份计，包括：含纳米银的碳纳米管接枝聚酰胺10-20份、环氧树脂30-40份、水泥100份、再生建筑骨料80-90份、玻璃纤维20-30份、纳米氧化锌5-10份和减水剂3-8份。