[发明专利]一种核壳型颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种核壳型颗粒及其制备方法和应用。本发明的核壳型颗粒包括以下质量份的制备原料：多孔颗粒：100份；明胶：8份～300份；交联剂：0.01份～10份；水：1.6份～300份。本发明的核壳型颗粒的制备方法包括以下步骤：1)将明胶和交联剂分散在水中制成水凝胶前驱体，并将多孔颗粒分散在改性剂溶液中进行微波加热制成改性多孔颗粒；2)将改性多孔颗粒加入水凝胶前驱体中进行凝胶化，再将凝胶化的多孔颗粒用单宁酸溶液浸泡后进行清洗和干燥，即得核壳型颗粒。本发明的核壳型颗粒具有刚性内核和柔性外壳，可以显著提高水泥基材料的抗裂性能，有利于建筑材料耐久性的提升与全寿命周期环境负荷的降低。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种核壳型颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

建筑在整个服役过程中一般需要进行多次维修，甚至还会发生由于水泥基建筑材料性能严重劣化而不得不在未达设计服役寿命的情况下拆除建筑的情况，这会大幅增加建筑结构全寿命周期的资源和能源消耗，而且还会增加环境负荷。水泥基材料耐久性不足的根源在于其脆性高、抗裂性能差，在应力作用下极易产生微裂纹并扩展，进而会加速外界侵蚀介质的侵入以及微结构损伤。

目前，主要是通过引入纤维材料、有机聚合物或辅助性胶凝材料来调控水泥基材料水化产物的组成，利用裂纹偏转、纤维拔出与聚合物网络形成等效应来提升水泥基材料的抗拉强度，最终在一定程度上提升水泥基材料的抗裂性能。纤维增韧主要是对数十微米甚至毫米级别的裂纹起作用，难以有效避免微裂纹的形成与初期扩展，甚至还可能因多缝开裂效应进一步加速外界离子的迁移。有机聚合物在聚合形成交联网络的同时，会包覆活性胶凝组分，进而会影响水泥基材料水化与微结构发展，此外，有机聚合物还会在高碱性环境下乳化解聚，不仅会导致水泥基材料的抗压强度下降，而且还会造成水泥基材料的抗裂性能改善效果不稳定。辅助性胶凝材料的简单引入并不能改变浆体的脆性本质，对水泥基材料抗裂性能的提升幅度小。综上可知，现有的方法均无法显著提高水泥基材料的抗裂性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳型颗粒及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种核壳型颗粒，其包括以下质量份的制备原料：

多孔颗粒：100份；

明胶：8份～300份；

交联剂：0.01份～10份；

水：1.6份～300份。

优选的，一种核壳型颗粒，其包括以下质量份的制备原料：

多孔颗粒：100份；

明胶：50份～200份；

交联剂：2份～5份；

水：50份～150份。

优选的，所述制备原料还包括单宁酸和改性剂(用于改善多孔颗粒的孔结构和表面特性)。

优选的，所述多孔颗粒选自沸石颗粒、硅藻土颗粒、生物质炭颗粒中的至少一种。

优选的，所述多孔颗粒的粒径小于50μm，中位粒径为25μm～40μm。

优选的，所述明胶的数均分子量为25000g/mol～200000g/mol。

优选的，所述交联剂选自甲醛、戊二醛、丙烯酸双环戊二烯脂、聚酯丙烯酸酯中的至少一种。

优选的，所述水的电导率小于0.5us/cm。

优选的，所述改性剂选自乙酸钠、氯化钠、十二烷基硫酸钠、氯化锂、氯化锌中的至少一种。

上述核壳型颗粒的制备方法包括以下步骤：