[发明专利]高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法及制备的微胶囊

说明书

本发明公开了一种高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法及制备的微胶囊，制备方法，包括如下步骤：利用旋转式压片机将囊芯材料压制成球形颗粒；利用包芯压片机对囊芯球形颗粒包衣快硬性水泥囊壁；对包衣后的颗粒进行高温蒸养和恒温恒湿养护，使囊壁形成硬质外壳，即得。

技术领域

本发明属于混凝土自修复材料技术领域，具体涉及一种高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法及制备的微胶囊。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

现如今，混凝土仍是世界上用量最大、应用最广的建筑材料，但混凝土呈脆性，且受温度、载荷等因素影响容易产生大量微裂缝。一方面，混凝土中裂缝的出现减小了结构的承力面积，使结构的强度有所下降；另一方面，裂缝为外部环境中二氧化碳、氧气、水分及腐蚀性离子进入混凝土内部提供了快速通道，加速钢筋混凝土结构的腐蚀，严重威胁建筑物的稳定性、安全性、耐久性。因此，及时修复混凝土中产生的微裂缝对钢筋混凝土结构以达到其设计使用年限是非常必要的。

在对裂纹进行及时修复的研究中，自修复技术是其中的一个重要方法。内含矿物修复剂的微胶囊自修复是十分有效的方法之一。当混凝土产生裂缝时，附近的微胶囊囊壁在裂缝尖端应力的作用下破裂，修复剂散落并随水分散到裂缝周围，生成水化产物或膨胀性物质沉积填充在裂缝中，从而达到愈合裂缝的效果。

目前，常用的方法是湿法造粒，将粉体修复剂放入盘式造粒机中，在造粒机慢速旋转的过程中分批次将自来水喷涂到混合粉末上，使粉末初步凝聚成球状。然后在小球表面同时施加混合粉末和水雾，使其在滚动的过程中直径逐渐变大，直至观察到圆盘内颗粒大小达到理想的范围。

但以上将矿物修复剂制备成球形颗粒的方法存在诸多问题。其一，水分造成修复剂一定程度的水化，即让部分修复剂提前反应失效，减弱修复效力，且颗粒中掺杂硬化后的结块水化物，破裂时分散效果不好；其二，粒径不易控制，由于粉末和水雾难以均匀施加，所造出的颗粒直径相差较大，次品率高；其三，湿法造粒对原材料的利用率较低，存在浪费现象。第四，制备效率较低，操作过程中需要大量人为辅助，不适合量产。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法及制备的微胶囊。

为实现上述发明目的，本发明的一个或多个实施例公开了以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种自修复微胶囊，包括囊芯和壳材，壳材包覆于囊芯的外侧，所述囊芯由囊芯材料压制而成；壳材为快硬性水泥囊壁，囊芯材料，由以下重量份的组分组成：水泥50-70份，膨胀剂10-30份，硅灰0-20份，石灰粉0-10份。

第二方面，本发明提供一种高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法，包括如下步骤：

利用旋转式压片机将囊芯材料压制成球形颗粒；

利用包芯压片机对囊芯球形颗粒包衣快硬性水泥囊壁；

对包衣后的颗粒进行高温蒸养和恒温恒湿养护，使囊壁形成硬质外壳，即得。

与现有技术相比，本发明的以上一个或多个技术方案取得了以下有益效果：

第一，解决了胶囊粒径和囊壁厚度不可控的问题。本法通过压片机和模具的结合，对修复剂粉末进行成型和包衣的操作。通过电脑将提前测得的数据输入来控制施加的力和粉末填充的量，保证压出的产品既能成型，又不过于致密。其中，压片机成型的模具是可替换的，能够根据实际需求生产多种不同规格的产品，达到控制产品粒径在不同区域范围的目的，实现制备固定囊壁微胶囊的功能。