[发明专利]一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚合物水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将引发体系与丙烯酸盐单体的混合溶液与水泥基材料混合并使丙烯酸盐单体在所述水泥基材料中进行原位聚合，得到原位聚合的聚合物水泥基材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物水泥基材料中丙烯酸盐聚合物的含量为所述水泥基材料的2-10wt％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系包括引发剂；

优选地，所述引发剂包括过硫酸盐；

优选地，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的至少一种；

优选地，所述引发剂的用量为所述丙烯酸盐单体的1-5wt％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系还包括助引发剂；

优选地，所述助引发剂包括亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐；

优选地，所述助引发剂包括亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的至少一种；

优选地，所述助引发剂的用量为所述丙烯酸盐单体的0.5-2.5wt％。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系还包括交联剂；

优选地，所述交联剂包括分子结构具有至少两个不饱和双键的化合物；

优选地，所述交联剂包括二乙烯基苯和二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种；

优选地，所述交联剂的用量为所述丙烯酸盐单体的0.01-0.1wt％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸盐单体以丙烯酸盐单体溶液的形式与所述引发体系混合，所述丙烯酸盐单体溶液的制备包括：

将丙烯酸单体与碱溶液混合；

优选地，于10-35℃的所述碱溶液中加入所述丙烯酸单体；

优选地，所述丙烯酸单体与所述碱溶液按摩尔质量为1:1混合；

优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液；

优选地，所述氢氧化钠溶液是将氢氧化钠固体或氢氧化钠粉末与水混合，水与所述水泥基材料的重量比为0.2-0.5:1。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，于0-5℃的条件下将所述丙烯酸盐单体溶液与所述引发体系混合；

优选地，于冰水混合物中将所述丙烯酸盐单体溶液与所述引发体系混合，随后与所述水泥基材料混合以通过水泥水化使混合体系温度升高并发生原位聚合；

优选地，于所述冰水混合物中依次加入所述丙烯酸盐单体溶液和所述引发体系。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水泥基材料为干拌后所得的水泥基干拌料；

优选地，所述水泥基材料含有50-100wt％的水泥和0-50wt％的其他火山灰材料；

优选地，所述水泥的规格包括325、425或525；

优选地，所述其他火山灰材料包括高炉矿渣粉、粉煤灰及硅灰中的至少一种。

9.一种聚合物水泥基材料，其特征在于，由如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而得；

优选地，所述聚合物水泥基材料具有聚丙烯酸盐与水泥基材料的互贯交织双网络；

优选地，所述互贯交织双网络以所述水泥基材料为基体材料，以聚丙烯酸盐网络为交织网络；

优选地，所述聚合物水泥基材料的抗折强度为7-12MPa，抗压强度52.5MPa。

10.如权利要求9所述的聚合物水泥基材料的应用，其特征在于，所述聚合物水泥基材料用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板的制作。