專利名稱：納米微晶纖維素－丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料，尤其是適于常溫下用作建筑物裂縫堵水防漏的化學(xué)灌漿材料。
聚丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料(簡稱丙凝)是目前國內(nèi)外常用的化學(xué)灌漿材料之一。其主要特點是聚合反應(yīng)在水介質(zhì)中進(jìn)行，由于丙烯酰胺(AM)單體溶于水，粘度與水相近，能滲透至建筑物的細(xì)小縫隙中，在引發(fā)劑、交聯(lián)劑作用下聚合反應(yīng)，形成高分子化合物達(dá)到堵水目的。其他的化學(xué)灌漿材料由于自身粘度較大的緣故，不易滲至建筑物細(xì)小裂縫中去，特別是在0.1μm以下的裂縫，從而影響使用效果；丙凝的另一特點是聚合時間可大范圍控制，從幾秒至幾個小時內(nèi)都可以聚合，利用這一特點，根據(jù)施工需要，調(diào)配不同聚合時間物料進(jìn)行灌漿，其它灌漿材料較難做到。但是，丙凝也有缺點，它屬高分子吸水材料，在潮濕情況下灌漿后，當(dāng)環(huán)境干固時，丙凝吸收的水分會慢慢放出，體積收縮，它與建筑物之間產(chǎn)生空隙，當(dāng)建筑物再次滲水時，就產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料，它能保持丙凝優(yōu)點，而克服其體積收縮變形的缺點，使所灌裂縫不易產(chǎn)生回滲現(xiàn)象。
本發(fā)明利用納米微晶纖維素(簡稱納米MC)顆粒尺寸小，能分散于水中，易于與丙烯酰胺單體一同灌漿，并能與烯類單體反應(yīng)聚合，共聚物不易收縮的特點，使得納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料的堵水效果能保持長久。
本發(fā)明提供的納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料，以重量份數(shù)計，包括納米微晶纖維素100份，丙烯酰胺單體 300～400份，引發(fā)劑10～30份，交聯(lián)劑5～10份，水450～600份，用酸調(diào)節(jié) pH＝2～6。
納米微晶纖維素以顆粒尺寸在5～100nm之間為宜。
引發(fā)劑可用過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫等水溶性過氧化物。
交聯(lián)劑可用甲叉雙丙烯酰胺、二丙烯酸乙酯等。
pH用無機酸或有機酸調(diào)節(jié)皆可，如硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸等，酸主要是起催化作用，酸性越強，反應(yīng)越迅速，為避免對建筑物的侵蝕，pH值以6為宜。
納米MC是由棉、麻、木漿等含纖維素高的纖維素纖維經(jīng)酸水解制得，它的顆粒尺寸一般在30nm左右，結(jié)晶度為75％-80％，能分散于水中但又不溶解，它的吸水率為3％，吸水后體積略有膨脹，但仍為納米尺寸。納米MC能耐其它微生物侵蝕。納米MC表面有很多羥基，在水介質(zhì)中，引發(fā)劑可將羥基引發(fā)為自由基，并能與烯類單體反應(yīng)聚合，與AM在室溫下即可完成聚合。由于納米MC與AM的接枝共聚產(chǎn)生化合鍵接合，它不易從聚合物中分離出來，較之于簡單的混合更為牢固。
納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料按比例混合溶解后，用壓力泵灌注建筑物裂縫深處，室溫下聚合凝固。事實上，在通常灌漿情況下，引發(fā)劑用量是過量的，因為在聚合引發(fā)之前，大部分引發(fā)劑消耗在雜質(zhì)上，如用自來水配料，水中含有雜質(zhì)，灌漿材料碰到建筑物和污水，都會消耗引發(fā)劑，當(dāng)引發(fā)劑產(chǎn)生的活性基團與雜質(zhì)抵消后，多余的引發(fā)劑才能引發(fā)納米MC產(chǎn)生自由基使AM聚合，聚合過程中約有30％的均聚物產(chǎn)生，但不影響整個化學(xué)灌漿材料性能。
納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料灌漿聚合后，當(dāng)外界環(huán)境干固時，聚合物不易收縮，使得堵水效果長久不漏水。對用過200目的高嶺土粉末灌注這種丙凝材料，干固后用掃描電鏡(SEM)在放大200倍下觀察，高嶺土被聚合物覆蓋，結(jié)構(gòu)緊密，而未加納米MC的灌漿材料則呈現(xiàn)細(xì)小裂縫。
新型丙凝灌漿材料尤其適用于生活住房堵水防滲?，F(xiàn)代家居摟層高，層數(shù)多，在衛(wèi)生間、廚房等常用水的地方會產(chǎn)生滲水現(xiàn)象，按以往的修補方法，須把上層表面水泥敲碎翻起，重新鋪上新的水泥堵漏，費時費工。用納米MC丙凝材料就簡單多了，僅在裂縫處打上幾個小洞，用壓力把材料灌下去(灌漿壓力視建筑物裂縫深淺而定)，聚合后水就能堵住。該材料是水溶性混合物，在有水的情況下也可堵漏，如用油溶性的防水材料，在這種情況下會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，必須把水趕跑才能生效。本發(fā)明的化學(xué)灌漿材料在建筑物的防滲補漏領(lǐng)域有著極佳的應(yīng)用前景。
以下實施例中的份數(shù)均按重量計。
實施例1制備納米微晶纖維素將棉短絨纖維置于玻璃容器內(nèi)，用45％硫酸浸漬，纖維與硫酸浴比(固液重量比)1∶3，再置于80℃恒溫水浴的超聲波振蕩器中，振蕩頻率2700次/秒，反應(yīng)50小時，經(jīng)過濾、洗滌、提純等得顆粒尺寸約30～40nm的納米微晶纖維素。
實施例2取實施例1制得的納米MC100份，工業(yè)AM350份，甲叉雙丙烯酰胺6份，過硫酸胺10份，自來水500份混合均勻后，用硫酸調(diào)節(jié)pH＝6，馬上用壓力泵對滲水的建筑物灌漿，灌漿壓力6kg/cm2(被灌建筑面已預(yù)先清洗好，鉆上灌漿孔)，灌后物料自行聚合，約0.5小時達(dá)到堵水效果，整個灌漿過程在室溫下進(jìn)行。沒有產(chǎn)生回滲現(xiàn)象。
實施例3取實施例1制得的納米MC100份，工業(yè)AM400份，二丙烯酸乙酯10份，過硫酸鉀15份，自來水600份混合均勻后，用磷酸調(diào)節(jié)ph＝6，馬上用壓力泵對滲水的建筑物灌漿，灌漿壓力6kg/cm2(被灌建筑面已預(yù)先清洗好，鉆上灌漿孔)，灌后物料自行聚合，約0.5小時達(dá)到堵水效果，整個灌漿過程在室溫下進(jìn)行。沒有產(chǎn)生回滲現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種納米微晶纖維素-丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料，以重量份數(shù)計，包括納米微晶纖維素100份，丙烯酰胺單體 300～400份，引發(fā)劑10～30份，交聯(lián)劑5～10份，水450～600份，用酸調(diào)節(jié) pH＝2～6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于納米微晶纖維素顆粒尺寸在5～100nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于引發(fā)劑為水溶性過氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的材料，其特征在于水溶性過氧化物為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于交聯(lián)劑為甲叉雙丙烯酰胺、二丙烯酸乙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于pH用無機酸或有機酸調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的材料，其特征在于pH值為6。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米微晶纖維素—丙烯酰胺化學(xué)灌漿材料,尤其是適于常溫下用作建筑物裂縫堵水防漏的化學(xué)灌漿材料,該材料主要由納米微晶纖維素和丙烯酰胺單體按100∶300～400的重量比組成,加入適量引發(fā)劑、交聯(lián)劑、酸,灌入裂縫中,室溫聚合后達(dá)到防滲堵漏的效果,它保持了丙凝優(yōu)點,而克服其體積收縮變形的缺點,使所灌裂縫不易產(chǎn)生回滲現(xiàn)象,在建筑物的防滲補漏領(lǐng)域有著極佳的應(yīng)用前景。
文檔編號C09K3/12GK1267699SQ0011421
公開日2000年9月27日 申請日期2000年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者黎國康, 楊玉芹, 丁恩勇, 姜勇 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所