專利名稱：丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及灌衆(zhòng)材料領(lǐng)域,特別是涉及一種丙烯酸鹽/偏高嶺土(metakaolin,簡稱mk)復(fù)合灌漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和西部戰(zhàn)略的實(shí)施，以水力資源為主的能源開發(fā)建設(shè)正處在一個高速發(fā)展時期。長江流域的金沙江、烏江、大渡河、雅礱江等正在有計(jì)劃地興建大量的巨型水電工程，而根據(jù)目前勘測資料分析，上述干支流地質(zhì)條件復(fù)雜，大多存在巖石斷層、泥化夾層等不良地質(zhì)條件。基于上述原因，為了做好水利水電工程基礎(chǔ)及混凝土巖石邊界的防滲帷幕，研究用于防滲帷幕的化學(xué)灌漿材料具有重要的意義。 丙烯酸鹽用作灌漿材料，始于上世紀(jì)40年代美國，當(dāng)時研究使用的是丙烯酸鈉、丙烯酸鈣。現(xiàn)在使用的AC-400是由丙烯酸鈣、丙烯酸鎂單體的混合物和少量的次甲基雙丙烯酰胺以及三乙醇胺、過硫酸銨、水組成的。從20世紀(jì)60年代中期開始，我國應(yīng)用丙烯酰胺類化學(xué)灌漿材料，首先解決了丹江口水利樞紐工程水泥灌漿不能解決的部位的帷幕問題，隨后又解決了葛洲壩、陳村等許多水電工程中的帷幕灌漿問題。但丙烯酰胺是一種具有中等毒性的化合物，1974年在日本應(yīng)用時發(fā)生過一次污染施工部位的井水，日本當(dāng)即限制了丙烯酰胺化學(xué)灌漿的應(yīng)用范圍。1978年美國也停止了丙烯酰胺漿材的銷售。經(jīng)過2年的時間，1980年美國在過去工作的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研究開始用丙烯酸鹽聚合物(AC-400)漿液來代替丙烯酰胺漿液。我國研究丙烯酸鹽作為灌漿材料始于上世紀(jì)70年代，首先是廣州化學(xué)研究所對高濃度的丙烯酸鹽漿液作了一些室內(nèi)試驗(yàn)。上世紀(jì)80年代中期水利水電科學(xué)研究院用丙烯酸鎂作灌漿材料進(jìn)行過室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)，稱之為AC-MS灌漿材料。上世紀(jì)90年代前后長江科學(xué)院開展了丙烯酰胺無毒替代品的研究，開發(fā)出毒性更低的丙烯酸鈣鎂混合鹽，并在萬安水電站和三峽工程壩基防滲中成功應(yīng)用。目前，丙烯酸鹽類化學(xué)灌漿材料已被廣泛應(yīng)用于水利水電工程的基礎(chǔ)的防滲帷幕。但是現(xiàn)有的丙烯酸鹽類化學(xué)灌漿材料存在不足之處(I)漿液中使用了 N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑。N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺是一種中等毒性的化合物，大鼠經(jīng)口的半數(shù)致死量(LD50) = 390m份/k份，雖然含量較低，但是酰胺基團(tuán)的毒性具有積累性，應(yīng)避免使用。(2)固砂體抗壓強(qiáng)度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料及其制備方法，制備的復(fù)合灌漿材料不僅無毒環(huán)保，而且引入無機(jī)納米材料，形成有機(jī)/無機(jī)復(fù)合體系，改善丙烯酸鹽灌漿材料的力學(xué)性能，提高固砂體的抗壓強(qiáng)度和耐久性能。本發(fā)明提供的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟:A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入5 20份無機(jī)納米材料偏高嶺土,高速分散IOmin后,在低速攪拌下加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；所述第一溶液由10 20份丙烯酸鹽、I 5份乙二醇二丙烯酸酯、I 3份三乙醇胺、O. 05 O. I份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；B、將I 2份過硫酸銨和81. 95 49. 9份蒸餾水混合形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述丙烯酸鹽為濃度不大于40%的丙烯酸鎂溶液或者濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液。在上述技術(shù)方案中，所述三乙醇胺、十二烷基苯磺酸鈉、過硫酸銨均為分析純。
在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述乙二醇二丙烯酸酯的合成步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min ;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酹,在油浴中加熱升溫且控制溫度在90°C 100°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7 ;然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次，用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于40°C 50°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述高速為2000r/min，低速為1000r/min。在上述技術(shù)方案中，步驟A中加入8 18份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由12 18份丙烯酸鹽、I. 5 4. 5份乙二醇二丙烯酸酯、I. 4 2. 6份三乙醇胺、O. 06 0.09份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 2 I. 8份過硫酸銨和75. 84 55. 01份蒸懼水混合形成。在上述技術(shù)方案中，步驟A中加入10 16份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由14 16份丙烯酸鹽、2 4份乙二醇二丙烯酸酯、I. 8 2. 2份三乙醇胺、O. 07 O. 08份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 4 I. 6份過硫酸銨和70. 73 60. 12份蒸懼水混合形成。在上述技術(shù)方案中，步驟A中加入13份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由15份丙烯酸鹽、3份乙二醇二丙烯酸酯、2份三乙醇胺、O. 075份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 5份過硫酸銨和65. 425份蒸餾水混合形成。本發(fā)明還提供一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料，所述丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料由上述的方法制備得到。在上述技術(shù)方案中，所述丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到
1.39Mpa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(I)本發(fā)明采用直接酯化法合成環(huán)保型交聯(lián)劑乙二醇二丙烯酸酯，替代含有酰胺基團(tuán)的交聯(lián)劑，使得丙烯酸鹽灌漿液實(shí)際無毒，符合環(huán)保要求。(2)本發(fā)明引入無機(jī)納米材料，以礦物鍵合材料的主要原料偏高嶺土(mk)為增強(qiáng)齊U，形成有機(jī)/無機(jī)復(fù)合體系，改善丙烯酸鹽灌漿材料的力學(xué)性能，提高固砂體的抗壓強(qiáng)度和耐久性能，隨著齡期的增大，固砂體抗壓強(qiáng)度增大，7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到I. 39Mpa，既適用于防滲堵漏，又可用于基礎(chǔ)加固。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例中復(fù)合灌漿液固砂體的SM照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例提供一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入5 20份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(1000r/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由10 20份丙烯酸鹽、I 5份乙二醇二丙烯酸酯、I 3份三乙醇胺、O. 05 O. I份十二烷基苯磺酸鈉混 合而成；丙烯酸鹽為濃度不大于40 %的丙烯酸鎂溶液或者濃度不大于35 %的丙烯酸鈣溶液。B、將I 2份過硫酸銨和81.95 49.9份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二燒基苯磺酸鈉均為分析純(Analytical reagent, AR)。作為優(yōu)選，步驟A中可以加入8 18份無機(jī)納米材料偏高嶺土，第一溶液由12 18份丙烯酸鹽、I. 5 4. 5份乙二醇二丙烯酸酯、I. 4 2. 6份三乙醇胺、O. 06 O. 09份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中第三溶液由I. 2 I. 8份過硫酸銨和75. 84 55. 01份蒸餾水混合形成。作為進(jìn)一步優(yōu)選，步驟A中還可以加入10 16份無機(jī)納米材料偏高嶺土，第一溶液由14 16份丙烯酸鹽、2 4份乙二醇二丙烯酸酯、I. 8 2. 2份三乙醇胺、O. 07 O. 08份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中第三溶液由I. 4 I. 6份過硫酸銨和70. 73 60. 12份蒸懼水混合形成。更進(jìn)一步優(yōu)選，步驟A中可以加入13份無機(jī)納米材料偏高嶺土，第一溶液由15份丙烯酸鹽、3份乙二醇二丙烯酸酯、2份三乙醇胺、O. 075份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中第三溶液由I. 5份過硫酸銨和65. 425份蒸餾水混合形成。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在90°C 100°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于40°C 50°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。下面通過7個具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入5份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由10份濃度不大于40%的丙烯酸鎂溶液、I份乙二醇二丙烯酸酯、I份三乙醇胺、O. 05份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I份過硫酸銨和81. 95份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在90°C 93°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再 用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于40°C 43°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例2丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入8份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由12份濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液、I. 5份乙二醇二丙烯酸酯、I. 4份三乙醇胺、0. 06份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I. 2份過硫酸銨和75. 84份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在92°C 95°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于42°C 45°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例3丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入10份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由14份濃度不大于40%的丙烯酸鎂溶液、2份乙二醇二丙烯酸酯、I. 8份三乙醇胺、0. 07份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I. 4份過硫酸銨和70. 73份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在93°C 96°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于43°C 46°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例4
丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入13份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由15份濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液、3份乙二醇二丙烯酸酯、2份三乙醇胺、O. 075份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I. 5份過硫酸銨和65. 425份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在94°C 95°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于44°C 45°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例5丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入16份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由16份濃度不大于40%的丙烯酸鎂溶液、4份乙二醇二丙烯酸酯、2. 2份三乙醇胺、0. 08份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I. 6份過硫酸銨和60. 12份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在95°C 97°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于45°C 47°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例6丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入18份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由18份濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液、4. 5份乙二醇二丙烯酸酯、2. 6份三乙醇胺、O. 09份十二烷基苯磺酸鈉混合而成。B、將I. 8份過硫酸銨和55. 01份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在97 V 99°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于47V 49°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。實(shí)施例7 丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，包括以下步驟A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入20份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速(2000r/min)分散IOmin后，在低速攪拌下(lOOOr/min)加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；第一溶液由20份濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液、5份乙二醇二丙烯酸酯、3份三乙醇胺、0. I份十二烷基苯磺酸鈉混合。B、將2份過硫酸銨和49. 9份蒸餾水混合，形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。加入的三乙醇胺、過硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉均為分析純。步驟A中合成乙二醇二丙烯酸酯的步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在98°C 100°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7，然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次,用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于48°C 50°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。采用本發(fā)明實(shí)施例的制備方法制得的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料，隨著齡期的增大，固砂體抗壓強(qiáng)度增大，7d抗壓強(qiáng)度達(dá)到I. 39Mpa，既適用于防滲堵漏，又可用于基礎(chǔ)加固，其基本性能參見表I、表2所示。表I、復(fù)合灌漿液主要性能
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 A、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，待溶液溫度降至室溫后，緩慢加入5 20份無機(jī)納米材料偏高嶺土，高速分散IOmin后，在低速攪拌下加入50份第一溶液混合均勻，得第二溶液；所述第一溶液由10 20份丙烯酸鹽、I 5份乙二醇二丙烯酸酯、I 3份三乙醇胺、O. 05 O. I份十二烷基苯磺酸鈉混合而成； B、將I 2份過硫酸銨和81.95 49. 9份蒸餾水混合形成第三溶液；按5 : I比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。
2.如權(quán)利要求I所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中所述丙烯酸鹽為濃度不大于40%的丙烯酸鎂溶液或者濃度不大于35%的丙烯酸鈣溶液。
3.如權(quán)利要求I所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于所述三乙醇胺、十二烷基苯磺酸鈉、過硫酸銨均為分析純。
4.如權(quán)利要求I所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中所述乙二醇二丙烯酸酯的合成步驟如下在裝有回流冷凝管、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)瓶中依次加入一定量的乙二醇、丙烯酸、甲苯攪拌15min ;加入一定量的對甲苯磺酸和對苯二酚，在油浴中加熱升溫且控制溫度在90°C 100°C之間，加熱回流5h ;產(chǎn)物冷卻至室溫，用飽和碳酸氫鈉溶液進(jìn)行洗滌，至無氣泡產(chǎn)生為止；再用飽和碳酸氫鈉和氯化鈉混合溶液進(jìn)行洗滌，使PH = 7 ;然后再用飽和氯化鈉溶液洗滌3次，用分液漏斗分出產(chǎn)物，向其加入無水硫酸鎂干燥過夜；過濾后，于40°C 50°C下減壓蒸餾除去甲苯，得到無色透明稍帶粘性的液體。
5.如權(quán)利要求I所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中所述高速為2000r/min，低速為1000r/min。
6.如權(quán)利要求I所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中加入8 18份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由12 18份丙烯酸鹽、I. 5 4. 5份乙二醇二丙烯酸酯、I. 4 2. 6份三乙醇胺、O. 06 O. 09份十二燒基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 2 I. 8份過硫酸銨和75. 84 55. 01份蒸餾水混合形成。
7.如權(quán)利要求6所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中加入10 16份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由14 16份丙烯酸鹽、2 4份乙二醇二丙烯酸酯、I. 8 2. 2份三乙醇胺、O. 07 O. 08份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 4 I. 6份過硫酸銨和70. 73 60. 12份蒸餾水混合形成。
8.如權(quán)利要求7所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的制備方法，其特征在于步驟A中加入13份無機(jī)納米材料偏高嶺土，所述第一溶液由15份丙烯酸鹽、3份乙二醇二丙烯酸酯、2份三乙醇胺、O. 075份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；步驟B中所述第三溶液由I. 5份過硫酸銨和65. 425份蒸餾水混合形成。
9.一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料，其特征在于所述丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料由權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法制備得到。
10.如權(quán)利要求9所述的丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料，其特征在于所述丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料的7d 抗壓強(qiáng)度達(dá)到I. 39Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料及其制備方法，涉及灌漿材料領(lǐng)域，該方法為按質(zhì)量份數(shù)計(jì)將5份氫氧化鈉、27份水玻璃溶于43份水中，溶液溫度降至室溫后加入5～20份偏高嶺土，高速分散10min后在低速攪拌下加入50份第一溶液混合均勻得第二溶液；第一溶液由10～20份丙烯酸鹽、1～5份乙二醇二丙烯酸酯、1～3份三乙醇胺、0.05～0.1份十二烷基苯磺酸鈉混合而成；將1～2份過硫酸銨和81.95～49.9份蒸餾水混合形成第三溶液；按5∶1比例混合第二溶液和第三溶液，制得丙烯酸鹽/偏高嶺土復(fù)合灌漿材料。本發(fā)明制備的復(fù)合灌漿材料無毒環(huán)保，且能提高固砂體的抗壓強(qiáng)度和耐久性能。
文檔編號C04B111/70GK102826820SQ20121033456
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者李珍, 邵曉妹, 魏濤, 韓煒, 張亮, 李曉鄂, 汪在芹, 張健, 陳亮 申請人:長江水利委員會長江科學(xué)院