[发明专利]一种润湿性对pH响应的改性剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种润湿性对pH响应的改性剂，包括以下重量份数的物质：烷基二羧酸50～70份，饱和脂肪酸30～50份，无水乙醇1900～2000份，改性剂能够将水泥基材料由亲水性转变为疏水性。本发明还公开了润湿性对pH响应的改性剂的两种使用方法。本发明便于早期养护过程水分进入和水泥水化，不会在试样水平表面留存水渍，能够满足后期服役阶段的抗沾污、抗水侵入的要求；原材料绿色环保，无毒无害，成本低；制备方法操作简单，设备要求低；使用的基底为水泥基材料，扩展了刺激响应表面的应用；快速制备润湿性pH响应表面，制备的亲疏水可调水泥基材料在早期养护阶段呈亲水特征，服役阶段在用酸性溶液处理后转变为疏水性。

技术领域

本发明涉及改性剂及其用法，具体为一种润湿性对pH响应的改性剂及其使用方法。

背景技术

在自然环境中，动物或植物为应对复杂多样的外界变化，会选择性地进化界面分子、构建特定的化学结构，以获得润湿性多样、可变的功能表面。这激发了研究人员开发新材料，例如模仿植物如荷叶的超疏水表面结构来制备超疏水新材料，模仿自然环境中响应性生物界面以制备能与外部刺激相互作用的响应聚合物和超润湿表面。利用响应聚合物和超润湿表面能够制备智能响应式材料，这些对刺激能智能响应的材料广泛应用于各种新兴领域。

目前制备润湿性刺激响应表面的研究主要集中在海绵、织物、金属、晶体等基底之上，尚缺乏在水泥基材料基底上实现润湿性刺激响应功能的相关探索。在水泥基材料领域，主要通过内掺低表面能功能组分或制备涂层获得(超)疏水水泥基材料。但现有的方法只能获得具有单一(超)疏水功能的水泥基材料表面，不利于早期养护过程水分进入和水泥水化，且易在试样水平表面留存水渍，后期服役阶段无法满足抗沾污、抗水侵入的要求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种减少水泥基材料早期养护阶段疏水的不利影响、快速制备、润湿性对pH响应的改性剂，本发明的另一目的是提供两种方便实用、满足抗沾污、抗水侵入要求的润湿性对pH响应的改性剂的使用方法。

技术方案：本发明所述的一种润湿性对pH响应的改性剂，包括以下重量份数的物质：烷基二羧酸50～70份，饱和脂肪酸30～50份，无水乙醇1900～2000份，改性剂能够将水泥基材料由亲水性转变为疏水性。

进一步地，烷基二羧酸为辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸中的任意一种。

进一步地，饱和脂肪酸为癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、珠光脂酸、硬脂酸中的任意一种。

上述润湿性对pH响应的改性剂的第一种使用方法，即浸渍法，包括以下步骤：

步骤一，按重量份数比，将饱和脂肪酸和烷基二羧酸加入无水乙醇，搅拌直至完全溶解，得到改性剂；

步骤二，将水、硅酸盐水泥混合搅拌均匀，将浆体倒入橡胶模具中成型，拆模，在自然环境下进行养护；

步骤三，取出步骤二所得物，使用去离子水清洗表面，再使用无水乙醇进行清洗，将清洗好的水泥基材料进行干燥；

步骤四，将步骤三所得物浸没于步骤二制备好的改性剂之中，取出处理后的水泥基材料基底，用无水乙醇清洗，干燥，得到水泥基材料。

进一步地，步骤二中，水、硅酸盐水泥的水灰比为0.3～0.4，养护时间为7～8天。

进一步地，步骤三中，干燥温度为45～50℃，干燥时间为6～8h。

进一步地，步骤四中，浸没的时间为6～8h，干燥温度为45～55℃，干燥时间为5～7h。

上述润湿性对pH响应的改性剂的第二种使用方法，即内掺法，包括以下步骤：

步骤一，按重量份数比，将饱和脂肪酸和烷基二羧酸与过量氢氧化盐溶液反应，过滤干燥后获得饱和脂肪酸盐和烷基二羧酸盐；