專利名稱：一種功能性結(jié)晶母料、其制備方法及防水材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機材料領(lǐng)域，涉及一種功能性結(jié)晶母料、其制備方法及防水材料，屬功能性無機材料。
背景技術(shù)：
目前在無機材料領(lǐng)域中，對功能性結(jié)晶母料的性能及制備受到了重視。專利號為200410058199. X、名稱為水泥基滲透結(jié)晶型防水材料及其生產(chǎn)工藝和施工方法的發(fā)明專利，公開了一種水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，水泥(無機材料)含量是總重量的50-65%，其余組份是活性材料5. 5-14. 5%,甲基纖維素增稠劑3. 5-8. O %、無水檸檬酸緩凝劑
2.0-4. 5%、磨細(xì)石英砂20-40%。但問題是活性材料的作用不理想，即材料的性能指標(biāo)抗 滲壓力，抗壓強度和抗折強度普遍較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)缺陷，提供一種功能性結(jié)晶母料，該功能性結(jié)晶母料具有良好的結(jié)晶性能，使用性能好。本發(fā)明的另一目的是提供上述功能性結(jié)晶母料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，操作安全，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種功能性結(jié)晶母料，由納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體和熬合型鈦酸酯組成，其中納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體的重量百分含量為50-60%，熬合型鈦酸酯的重量百分含量為40-50%ο一種制備所述功能性結(jié)晶母料的方法，包括如下步驟
(O制備碳酸鈣粉末；
(2)制備納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體
配制水溶液A :所述水溶液A為Al (NO3) 3的水溶液；
配制水溶液B :所述水溶液B中含有NH4HCO3和聚乙二醇，所述水溶液B中NH4HCO3與聚乙二醇的摩爾濃度之比為10-15:1，所述溶液B中NH4HCO3的摩爾濃度與所述水溶液A中Al (NO3) 3摩爾濃度相同；
配制水溶液C :將所述水溶液A和水溶液B等體積混合形成水溶液C ；
將所述碳酸鈣粉末與水溶液C混合，過濾取沉淀，將所述沉淀依次用水、無水乙醇洗滌后，加熱至750-850°C并保溫，獲得納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體；
(3)將水與熬合型鈦酸酯混合，70-8(TC保溫20-30分鐘，然后加入所述納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體，升溫至110-120°C并保溫，攪拌20-30分鐘；然后降溫至50-60°C后，攪拌20-40分鐘；冷卻至室溫即得所述功能性結(jié)晶母料。步驟(2)中所述碳酸鈣粉末和溶液C混合的質(zhì)量比為1:1-3。步驟(2)中所述保溫時間為I. 5-3小時。
步驟(3)中水、熬合型鈦酸酯混合的重量比為5:1-3。步驟(3)中所述納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體的加入量為熬合型鈦酸酯重量的1-1. 5 倍。步驟(I)中制備碳酸鈣粉末的方法為以生石灰和水為原料制備石灰乳；將石灰乳與二氧化碳反應(yīng)獲得碳酸鈣；將碳酸鈣干燥后即得所述碳酸鈣粉末。本發(fā)明還提供.一種含有所述功能性結(jié)晶母料的防水材料，其各成分及重量百分含量為功能性結(jié)晶母料6-8%、甲基纖維素增稠劑4-6%、無水檸檬酸緩凝劑2-4%、磨細(xì)石英砂25-35%，其余為水泥。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下
本發(fā)明中納米氧化鋁與硅酸鹽作用，生成化學(xué)晶體，使材料致密，與高活性硅氧化合物后形成晶體物，可大大提高其自愈性能和抗再次壓力滲透功能。納米級碳酸鈣是在材料孔隙中，形成防水結(jié)晶體，具有憎水、防水、堵塞孔道的作用。是粘結(jié)抗伸拉變形、抗裂、自愈孔隙洞縫，與其它材料聚合后形成抗裂、堵孔、防水層。這種材料具有原材料廣泛、成本低、無毒、無味、生產(chǎn)式工藝簡單、防水施工簡便、工期限短、具有超強的抗?jié)B透能力不易被破壞；具有獨特超凡的自我修復(fù)能力，可修復(fù)裂 縫；能長期耐受強水壓，不存在老化問題。本發(fā)明提供的功能性結(jié)晶母料的制備方法，工藝簡單，生產(chǎn)成本低，操作安全，適于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明提供的防水材料，具有良好的抗?jié)B壓力、抗壓強度、抗折強度。


圖I為本發(fā)明實施例一制得的功能性結(jié)晶母料應(yīng)用后的組織圖。由圖I可以看到材料的組成情況。
具體實施例方式以下各實施例僅用作對本發(fā)明的解釋說明。實施例I制備功能性結(jié)晶母料
法一
取生石灰，置燒杯中，加水消化。然后恒溫攪拌0.5h后室溫陳化12小時形成石灰乳。接著將配好的石灰乳一次性倒入碳化反應(yīng)器中，反應(yīng)器溫度為80度，從反應(yīng)器底部通入二氧化碳濃度為20% ( V% )的氣體，同時以600r/ min的轉(zhuǎn)速攪拌。攪拌I小時后倒出材料，然后放入105度的干燥爐中保持2小時取出，即得到碳酸鈣粉末。用去離子水配制含Al (NO3)3的水溶液A，其中Al(NO3)3的濃度為60mol/L。用去離子水配制水溶液B，其中NH4HC03的濃度為60mol/L，聚乙二醇的濃度為5mol/L。配制過程中，先將NH4HC03溶于水，再加入聚乙二醇。將溶液A和溶液B同體積混合形成溶液C。按照碳酸鈣粉和溶液C質(zhì)量比為I :2將這兩種物質(zhì)混合I小時，然后陳化12小時。過濾取沉淀，用去離子水洗滌3次，然后用無水乙醇洗滌3次，在800度的加熱爐中保溫2小時后得到納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體。
將水、醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)按重量比5 2混合、攪拌。將攪拌后的溶液投入反應(yīng)器中加熱至70°C，保溫20分鐘；將與醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)重量相同的納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體加入到反應(yīng)器中，加熱至110°C，在保溫的條件下攪拌30分鐘；降溫至50°C，攪拌30分鐘，自然冷卻至室溫即可形成本功能性結(jié)晶母料。法二
取生石灰，置燒杯中，加水消化。然后恒溫攪拌0.5h后室溫陳化12小時形成石灰乳。接著將配好的石灰乳一次性倒入碳化反應(yīng)器中，反應(yīng)器溫度為80度，從反應(yīng)器底部通入二氧化碳濃度為20% ( V% )的氣體，同 時以600r/ min的轉(zhuǎn)速攪拌。攪拌I小時后倒出材料，然后放入105度的干燥爐中保持2小時取出，即得到碳酸鈣粉末。用去離子水配制含Al (NO3)3的水溶液A，其中Al (NO3)3的濃度為50mol/L。用去離子水配制水溶液B，其中NH4HC03的濃度為50mol/L，聚乙二醇的濃度為5mol/L。配制過程中，先將NH4HC03溶于水，再加入聚乙二醇。將溶液A和溶液B同體積混合形成溶液C。按照碳酸鈣粉和溶液C質(zhì)量比為I :3將這兩種物質(zhì)混合I小時，然后陳化12小時。過濾取沉淀，用去離子水洗滌3次，然后用無水乙醇洗滌3次，在750度的加熱爐中保溫I. 5小時后得到納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體。將水、醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)按重量比5 3混合、攪拌。將攪拌后的溶液投入反應(yīng)器中加熱至75°C，保溫25分鐘；將醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)重量I. 2倍的納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體加入到反應(yīng)器中，加熱至115°C，在保溫的條件下攪拌25分鐘；降溫至56°C，攪拌20分鐘，自然冷卻至室溫即可形成本功能性結(jié)晶母料。
法二
取生石灰，置燒杯中，加水消化。然后恒溫攪拌0.5h后室溫陳化12小時形成石灰乳。接著將配好的石灰乳一次性倒入碳化反應(yīng)器中，反應(yīng)器溫度為80度，從反應(yīng)器底部通入二氧化碳濃度為20% ( V% )的氣體，同時以600r/ min的轉(zhuǎn)速攪拌。攪拌I小時后倒出材料，然后放入105度的干燥爐中保持2小時取出，即得到碳酸鈣粉末。用去離子水配制含Al (NO3) 3的水溶液A，其中Al (NO3) 3的濃度為70mol/L。用去離子水配制水溶液B，其中NH4HC03的濃度為70mol/L，聚乙二醇的濃度為5mol/L。配制過程中，先將NH4HC03溶于水，再加入聚乙二醇。將溶液A和溶液B同體積混合形成溶液C。按照碳酸鈣粉和溶液C質(zhì)量比為I :1將這兩種物質(zhì)混合I小時，然后陳化12小時。過濾取沉淀，用去離子水洗滌3次，然后用無水乙醇各洗滌3次，在850度的加熱爐中保溫3小時后得到納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體。將水、醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)按重量比5 I混合、攪拌。將攪拌后的溶液投入反應(yīng)器中加熱至80°C，保溫30分鐘；將醇胺螯合型鈦酸酯(YB-405)重量I. 5倍的納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體加入到反應(yīng)器中，加熱至120°C，在保溫的條件下攪拌20分鐘；降溫至60°C攪拌25分鐘，自然冷卻至室溫即可形成本功能性結(jié)晶母料。實施例2制備含有功能性結(jié)晶母料的防水材料 采用本發(fā)明功能性結(jié)晶母料制備如下配方的防水材料配方I :功能性結(jié)晶母料6%、甲基纖維素增稠劑5%、無水檸檬酸緩凝劑3%、磨細(xì)石英砂30%，其余為水泥。其中所述功能性結(jié)晶母料由實施例I法一制備。配方2 :功能性結(jié)晶母料8%、甲基纖維素增稠劑5%、無水檸檬酸緩凝劑3%、磨細(xì)石英砂30%，其余為水泥。其中所述功能性結(jié)晶母料由實施例2法二制備。配方3 :功能性結(jié)晶母料7%、甲基纖維素增稠劑5%、無水檸檬酸緩凝劑3%、磨細(xì)石英砂30%，其余為水泥。其中所述功能性結(jié)晶母料由實施例3法三制備。配方4 :功能性結(jié)晶母料5%、甲基纖維素增稠劑5%、無水檸檬酸緩凝劑3%、磨細(xì)石英砂30%，其余為水泥。其中所述功能性結(jié)晶母料由實施例I法一制備。配方5 :功能性結(jié)晶母料9%、甲基纖維素增稠劑5%、無水檸檬酸緩凝劑3%、磨細(xì)石英砂30%，其余為水泥。其中所述功能性結(jié)晶母料由實施例I法二制備。防水材料的制備方法為
(1)水泥用O.25mm方孔篩過篩；
(2)石英砂用O.2mm方孔篩過篩；
(3)按照重量比將水泥、甲基纖維素、功能性結(jié)晶母料、無水檸檬酸、細(xì)石英砂，順序裝入混料機中攪拌30min ；
(4)出料。檢測配方1-5所制備的防水材料性能抗?jié)B壓力(28d)、抗壓強度(28d)、抗折強度(28d)。檢測結(jié)果如表I。由表I可見，在本發(fā)明范圍內(nèi)的防水材料的性能比申請?zhí)?00410058199. X所公開的防水材料性能要好。但是組成元超出本發(fā)明配比范圍的防水材料，其使用性能會嚴(yán)重降低。原因是納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體作用是生成化學(xué)晶體，降低了其自愈性能和抗再次壓力滲透功能，或者因數(shù)量過多，形成過多的化學(xué)晶體，影響材料的力學(xué)性能。
權(quán)利要求
1.一種功能性結(jié)晶母料，其特征在于由納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體和熬合型鈦酸酯組成，其中納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體的重量百分含量為50-60%，熬合型鈦酸酯的重量百分含量為40-50%。
2.一種制備權(quán)利要求I所述功能性結(jié)晶母料的方法，包括如下步驟 (O制備碳酸鈣粉末； (2)制備納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體 配制水溶液A :所述水溶液A為Al (NO3) 3的水溶液； 配制水溶液B :所述水溶液B中含有NH4HCO3和聚乙二醇，所述水溶液B中NH4HCO3與聚乙二醇的摩爾濃度之比為10-15:1，所述溶液B中NH4HCO3的摩爾濃度與所述水溶液A中Al (NO3) 3摩爾濃度相同； 配制水溶液C :將所述水溶液A和水溶液B等體積混合形成水溶液C ； 將所述碳酸鈣粉末與水溶液C混合，過濾取沉淀，將所述沉淀依次用水、無水乙醇洗滌后，加熱至750-850°C并保溫，獲得納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體； (3)將水與熬合型鈦酸酯混合，70-8(TC保溫20-30分鐘，然后加入所述納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體，在110-120°C條件下攪拌20-30分鐘；然后降溫至50_60°C后，攪拌20-40分鐘；冷卻至室溫即得所述功能性結(jié)晶母料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備功能性結(jié)晶母料的方法，其特征在于步驟(2)中所述碳酸鈣粉末和溶液C混合的質(zhì)量比為1:1-3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備功能性結(jié)晶母料的方法，其特征在于步驟(2)中所述保溫時間為I. 5-3小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備功能性結(jié)晶母料的方法，其特征在于步驟(3)中水、熬合型鈦酸酯混合的重量比為5:1-3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述制備功能性結(jié)晶母料的方法，其特征在于步驟(3)中所述納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體的加入量為熬合型鈦酸酯重量的1-1. 5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備功能性結(jié)晶母料的方法，其特征在于步驟(I)中制備碳酸鈣粉末的方法為以生石灰和水為原料制備石灰乳；將石灰乳與二氧化碳反應(yīng)獲得碳酸鈣；將碳酸鈣干燥后即得所述碳酸鈣粉末。
8.一種含有權(quán)利要求I所述功能性結(jié)晶母料的防水材料，其各成分及重量百分含量為功能性結(jié)晶母料6-8%、甲基纖維素4-6%、無水檸檬酸2-4%、磨細(xì)石英砂25-35%，其余為水泥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功能性結(jié)晶母料、制備方法及防水材料，屬于無機材料領(lǐng)域。所述功能性結(jié)晶母料，由納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體和熬合型鈦酸酯組成。制備方法為制備碳酸鈣粉末，制備納米級碳酸鈣氧化鋁復(fù)合粉體，混合。所述防水材料，其各成分及重量百分含量為功能性結(jié)晶母料6-8％、甲基纖維素增稠劑4-6％、無水檸檬酸緩凝劑2-4％、磨細(xì)石英砂25-35％，其余為水泥。本發(fā)明功能性結(jié)晶母料具有良好的結(jié)晶性能，使用性能好，制備方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，操作安全，適于工業(yè)化生產(chǎn)。防水材料，具有良好的抗?jié)B壓力、抗壓強度、抗折強度。
文檔編號C04B111/27GK102863170SQ20121038918
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者張群, 趙浩峰, 劉光宇, 王玲, 邱奕婷, 張詠, 林瑩瑩, 鄭澤昌, 張金花, 陸陽平 申請人:南京信息工程大學(xué)