[发明专利]一种基于微波控释的外加剂微胶囊及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料用外加剂领域，尤其涉及一种基于微波控释的外加剂微胶囊及其制备方法；所述微胶囊由囊壁、囊芯和封装材料组成，所述囊壁为聚偏氟乙烯纤维；所述囊芯为需要控制释放的外加剂；所述封装材料为热敏性的相变材料；本公开方法中PDVF材料强度高，耐酸碱，适用于在建筑材料中使用；最为重要的是PDVF材料可以实现微波响应，使得外加剂在混凝土中的主动受控释放能够实现，有效解决了由外加剂提前释放所带来的性能损失问题。

技术领域

本发明涉及建筑材料用外加剂领域，尤其涉及一种基于微波控释的外加剂微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

在现代工程建设中混凝土是使用最为广泛的建筑材料之一，而外加剂在混凝土中发挥着越来越重要的作用。适当掺加不同的外加剂能给混凝土带来不同的性能提升：减水剂能够调整新拌混凝土工作性能利于后期强度；早强剂能促进水化提升混凝土早期强度；缓凝剂或促凝剂可以调节水泥凝结时间；引气剂或阻锈剂则有益于混凝土耐久性能等。自混凝土开始混合原材料至硬化成熟，不同外加剂需要在不同的时间段发挥作用才能达到最优效果。

当前实际工程应用中，外加剂通常在混凝土拌合过程中直接添加，这样会导致有些种类的外加剂提前扩散，损失其目标效果。如减水剂拌合后迅速发挥作用，但随时间增长坍落度损失问题十分突出，进一步影响了商品混凝土的配送；如阻锈剂在拌合后分散在混凝土基体中，实际只有能够在钢筋表面附近的阻锈剂影响着最后的阻锈效果。

控制释放技术是指以人为控制的方式使目标在预定时间以某一速率向环境释放，这种技术能够很好地解决混凝土外加剂性能的提前或不必要损失问题。

专利CN105174783A介绍了一种徐放型聚羧酸减水剂，通过在聚羧酸减水剂分子结构中接枝共聚不同官能团，使聚羧酸减水剂不仅拥有一定的初始减水作用，还能够通过酯基与水泥中的碱水解反应逐渐释放出有效减水组分。专利CN102351459B介绍了一种缓释型减水剂微胶囊，通过微胶囊壁壳与水泥混凝土水化产生的高pH环境产生响应刺激行为，逐渐释放出胶囊中的减水剂分子，提高了减水剂的流动度经时保持性。此外，专利CN110776270A介绍了一种自修复微胶囊颗粒，能够响应混凝土产生的微裂缝而破裂，释放出囊芯修复剂修复裂缝。

然而，上述专利中混凝土外加剂的控制释放技术全都是基于被动的环境响应而触发，无法通过外界信号主动控制外加剂的释放。对于需要在混凝土拌合过程之后才发挥作用的外加剂，如早强剂、膨胀剂、阻锈剂、增粘剂等，亟需主动控制释放技术的引入。

发明内容

技术问题：为了解决混凝土外加剂的主动释放技术问题，本发明提出了一种高强度，具有微波响应能力的微胶囊颗粒。这种微胶囊在添加入混凝土中后，对外界给予的微波信号进行响应，释放出胶囊中储存的外加剂。

本发明的第一目的，是提供一种微波控释的外加剂微胶囊。

本发明的第二目的，是提供所述微波控释的外加剂微胶囊的制备方法。

本发明的第三目的，是提供所述微波控释的外加剂微胶囊的制备方法的应用。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开一种微波控释的外加剂微胶囊，其由囊壁、囊芯和封装材料组成，所述囊壁为聚偏氟乙烯（PVDF）纤维材料；所述囊芯为需要控制释放的外加剂；所述囊壁外侧设有封装材料，所述封装材料由热敏性的相变材料构成。

进一步的，所述囊壁为聚偏氟乙烯纤维组成的中空膜丝，囊壁的空管直径为1-2.2mm，长度为1-2cm，壁厚为50-200μm。

进一步的，所述囊壁上设有微孔，所述微孔的孔径为0.01-0.2μm。

进一步的，所述外加剂为减水剂、阻锈剂、增粘剂、膨胀剂、环氧修复剂中任意一种。