【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于建筑材料領域，特別涉及一種通過聚合物改性獲得的耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料及其制備方法。
技術介紹
1、普通硅酸鹽水泥因其材料簡單、易獲取、成本低廉、施工便利等優點，是使用最廣泛的建筑材料。目前，硅酸鹽水泥的全球年產量已達到41億噸。這一數字背后，是大量溫室氣體（二氧化碳）被排放，以及巨大的能源消耗，這些都對環境造成了嚴重影響。隨著全球氣候變暖和生態環境的惡化，硅酸鹽水泥的這些問題越來越突出。為了應對這些挑戰，推動人類社會的可持續發展，人們開始尋求一種新型的環保型膠凝材料。在這一背景下，磷酸鎂水泥因其環保特性和優異性能而受到廣泛關注。
2、磷酸鎂鉀水泥是由氧化鎂和可溶性磷酸鹽、緩凝劑按照一定的比例，通過酸堿中和反應生成的以磷酸鎂鹽水化產物為黏結相的新型無機膠凝材料。其具有早強、硬化快、與舊混凝土粘結強度高，及負溫下仍能保持強度的發展等優點，在建筑搶修工程材料方面有著非常好的應用前景。但是其抗沖擊性能差、脆性大、凝結時間快等缺陷嚴重制約其在快速修補方面的應用。如果能延長磷酸鎂鉀水泥的凝結時間而且能夠改善其抗沖擊性能和脆性，磷酸鎂鉀水泥將會在高速公路、機場跑道、軍事等快速修補工程受到廣泛應用。
3、現有技術提供了一些磷酸鎂鉀修復材料，例如，專利cn113149491a公開了一種高耐水磷酸鎂鉀修復材料及制備方法，以氧化鎂、磷酸二氫鉀、硼砂和乳膠粉制備高耐水磷酸鎂鉀修復材料，抗水性能好；專利cn114380521a公開了一種緩凝磷酸鎂鉀水泥及其制備方法，通過微膠囊的形式將氧化鎂包裹于碳酸鈣囊壁之中，
4、然而，現有技術大多集中在針對磷酸鎂鉀水泥耐水性能和凝結時間的改善，較少關于抗沖擊性能和脆性的研究，同時改善過程中還會對其早期強度以及耐久性產生負面影響。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本申請旨在提供一種聚合物改性的磷酸鎂鉀搶修材料，該材料不僅解決了磷酸鎂鉀水泥不耐水和凝結時間過快的缺陷，還提高了抗沖擊性能，早期強度優異，可用于高速公路、機場跑道、軍事等快速修補等工程。
2、一方面，本申請提供了一種耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料，按質量份數計，所述材料包括：
3、組分a：丙烯酰胺8-15份，引發劑0.1-0.18份，交聯劑0.06-0.1份，溶劑14-24份；
4、組分b：改性氧化鎂50-90份，磷酸二氫鉀25-30份；
5、組分c：緩凝劑1-5份，增強劑0.4-1.2份；
6、所述組分b中，改性氧化鎂由氧化鎂經水玻璃處理獲得。
7、在一種實施方式中，所述氧化鎂經水玻璃處理的步驟包括：將氧化鎂浸沒于水玻璃中振蕩浸泡，后取出烘干即得。
8、在一種實施方式中，所述振蕩的方式為置于機械式水平振蕩器或電子式水平振蕩器中進行振蕩，優選為機械式水平振蕩器，震蕩頻率為60次/min。
9、在一種實施方式中，浸泡時長不低于0.5h，優選0.5~3h，更優選1h。
10、在一種實施方式中，取出后置于200~400℃的烘箱中烘干。
11、在一種實施方式中，所述氧化鎂為由菱鎂礦經1500℃~1800℃下煅燒獲得的死燒氧化鎂。
12、優選的，所述死燒氧化鎂為由菱鎂礦經1700℃下煅燒獲得，mgo含量≥85%。
13、在一種實施方式中，所述水玻璃選自模數為3.2~3.4的鈉水玻璃或鉀水玻璃。
14、優選的，所述水玻璃為鈉水玻璃，固含量≥35%。
15、在一種實施方式中，所述組分a中，引發劑選自過硫酸鹽、亞硫酸鹽和有機過氧化物-亞鐵鹽體系中的一種或多種。
16、在一種實施方式中，交聯劑選自n,n-二甲基甲酰胺、對苯二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一種或多種。
17、在一種實施方式中，所述溶劑包括水。
18、在一種實施方式中，所述丙烯酰胺單體的ph值＞8.0。
19、其中，溶解后顯堿性的丙烯酰胺能夠在體系中更好的聚合，快速形成原位聚合溶液。
20、在一種實施方式中，所述組分b中，磷酸二氫鉀的比表面積≥280m2/kg，進而能夠使磷酸二氫鉀與鎂離子具有適宜的反應速度。
21、在一種實施方式中，所述緩凝劑包括硼砂。
22、在一種實施方式中，所述硼砂的粒徑為50-80目。
23、在一種實施方式中，所述聚乙烯醇纖維的楊氏模量≥380?cn/detx，長度6-8mm。
24、另一方面，本申請提供了所述的耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：
25、步驟一、依據質量份數分別取丙烯酰胺、引發劑和交聯劑加入至溶劑中，攪拌溶解獲得丙烯酰胺原位聚合溶液；
26、步驟二、依據質量份數分別取改性氧化鎂、磷酸二氫鉀和緩凝劑混合攪拌，加入步驟一獲得的丙烯酰胺原位聚合溶液以及聚乙烯醇纖維，攪拌均勻獲得所述磷酸鎂鉀搶修材料。
27、在一種實施方式中，所述搶修材料從制備開始到使用的時間間隔≤20min。
28、在一種實施方式中，所述步驟二中改性氧化鎂的粒徑小于100目，優選的，將改性氧化鎂粉碎至120目。
29、另一方面，本申請提供了所述的搶修材料在制備水泥、道路、建筑的修補產品和/或增強產品中的應用。
30、可選的，所述道路包括但不限于城市道路、高速公路、機場道路等。
31、本申請至少具有如下有益效果：
32、本申請制備的聚合物改性磷酸鎂鉀搶修材料具有優異的耐水性能和抗沖擊性能，其中，丙烯酰胺在特定的引發劑和交聯劑下能夠原位聚合形成三維聚合物網絡，并將磷酸鎂鉀水泥的水化產物進行包裹，以及改善pva?纖維的表面結構，提高了耐水性能和抗沖擊性能。鈉水玻璃液會與mg2+反應生成水合硅酸鎂凝膠，具有填充修補材料毛細孔的作用，從而使其具有良好的耐水性能。與此同時，采用水玻璃改性的氧化鎂，鈉水玻璃干燥后附著在氧化鎂表面，形成一種類似保護膜的天然屏障，延緩了氧化鎂與磷酸二氫鉀的反應。另外，為了克服聚合反應勢壘，丙烯酰胺聚合體系將吸收能量，這會降低環境溫度并減緩水泥水化。而且，帶負電荷的丙烯酸根離子被吸附在氧化鎂顆粒及其水化產物表面，導致靜電排斥并抑制絮凝結構的形成。即使硼砂在較低摻量下，也能延長凝結時間，且對早期強度影響較小。并且，由于鈉水玻璃呈堿性，在水溶液溶解后會提高體系的堿度，尤其是具有合適硅和堿金屬比（模數）以具有更好的溶解性和堿性的鈉水玻璃，體系的ph值增大，有利于丙烯酰胺單體有效地聚合成高相對分子質量的聚丙烯酰胺。同時當氧化鎂表面的鈉水玻璃完全溶解后，在體系中存在適量引發劑和交聯劑的條件下，劇烈的酸堿中和反應會釋放大量熱量，反過來會促進丙烯酰胺原位聚本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料，其特征在于，按質量份數計，所述材料包括：
2.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述氧化鎂經水玻璃處理的步驟包括：將氧化鎂浸沒于水玻璃中振蕩浸泡，后取出烘干即得。
3.根據權利要求2所述的搶修材料，其特征在于，所述氧化鎂為由菱鎂礦經1500℃~1800℃下煅燒獲得的死燒氧化鎂；和/或，
4.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述組分A中，引發劑選自過硫酸鹽、亞硫酸鹽和有機過氧化物-亞鐵鹽體系中的一種或多種；
5.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述丙烯酰胺的pH值大于8.0。
6.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述組分B中，磷酸二氫鉀的比表面積≥280m2/kg；
7.如權利要求1-6任一所述的耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述搶修材料從制備開始到使用的時間間隔≤20min。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步
10.如權利要求1-6任一所述的搶修材料，或如權利要求7-9任一所述方法制備獲得的搶修材料在制備水泥、道路、建筑的修補產品和/或增強產品中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種耐水抗沖擊的磷酸鎂鉀搶修材料，其特征在于，按質量份數計，所述材料包括：
2.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述氧化鎂經水玻璃處理的步驟包括：將氧化鎂浸沒于水玻璃中振蕩浸泡，后取出烘干即得。
3.根據權利要求2所述的搶修材料，其特征在于，所述氧化鎂為由菱鎂礦經1500℃~1800℃下煅燒獲得的死燒氧化鎂；和/或，
4.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述組分a中，引發劑選自過硫酸鹽、亞硫酸鹽和有機過氧化物-亞鐵鹽體系中的一種或多種；
5.根據權利要求1所述的搶修材料，其特征在于，所述丙烯酰胺的ph值大于8.0。
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐文磊，馬鍵，徐文學，
申請(專利權)人：山東鐵壁虎建材有限公司，
類型：發明
國別省市：
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