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专利号: 2017106562129
申请人: 青岛理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,包括具有以下质量份数的各组分:

0.00005~0.05份CNT粉剂或直接含有0.00005~0.05份CNT的分散液,0.00001~0.001份GO粉剂或直接含有0.00001~0.001份GO的分散液,0~0.05份纳米矿粉,0~0.02份高效减水剂,0.25~0.5份水,1份水泥及0~0.01份消泡剂。

2.根据权利要求1所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,还包括1.5~3份细砂。

3.根据权利要求1或2所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,所述CNT粉剂为纯CNT、羧基化CNT、氨基化CNT或磺酸基化CNT,所述CNT分散液为CNT水性分散液,可通过表面活性剂超声分散、共价修饰CNT粉剂于水性体系中获得或直接购买;优选地,所述CNT粉剂为单壁CNT或多壁CNT,直径为1-50nm,长度为2-50μm,所述CNT分散液为浓度2wt%、质量≥95%的多壁CNT水分散液。

4.根据权利要求1或2所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,所述GO粉剂或GO分散液可由Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法或电化学法合成或购买;优选GO分散液,所述GO分散液浓度为1mg/mL,含氧量为20%,片径为1-500nm。

5.根据权利要求1或2所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,所述纳米矿粉为纳米SiO2、含SiO2及Al2O3的纳米粘土、含SiO2及Al2O3的超细矿粉或纳米Fe2O3微粉中的一种或两种,优选纳米SiO2,直径为50-200nm;所述高效减水剂为聚羧酸类、萘系磺酸盐类、脂肪族类、氨基磺酸盐类、密胺树脂类中的一种,优选接枝嵌段共聚型聚羧酸类;所述水泥为硫铝酸盐水泥、磷酸镁水泥、高矿物掺合料的硅酸盐水泥中的一种,优选高贝利特硫铝酸盐水泥;所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、乳化硅油类消泡剂中的一种或几种,优选聚二甲基硅氧烷类消泡剂;所述水为去离子水或蒸馏水,且用于分散CNT、GO的水与CNT分散液、GO分散液中的水是同一种水。

6.根据权利要求2所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料,其特征在于,所述细砂为细度模数为0.7-1.5区间的特细砂,优选细砂最大粒径、最小粒径分别为

0.25mm、0.12mm,且0.60mm筛累计筛余率不超过5%的硅质细砂。

7.一种如权利要求1~6任意一项所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)GO协同分散CNT悬浮液的制备

第1步:将GO分散液、CNT粉剂或CNT分散液依次添加到高效减水剂水溶液中,通过不同超声能量输入量情况下GO/CNT/减水剂混合液在GO、CNT的UV光谱特征峰下的UV吸光度高低来获得GO/CNT在高效减水剂中的最佳分散效果,最终获得GO/CNT分散母液;

第2步:依据水胶比,将油墨状GO/CNT分散液稀释到所需总用水量的3/4水中,并采用与第1步相同的表面活性剂超声工艺进一步获得用于不同材料配合比的GO/CNT分散子液;

(2)GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料的制备

第1步:将GO/CNT分散子液、纳米矿粉依次加入剪切乳化容器内,高速剪切处理成均匀GO/CNT/纳米矿粉混合浆料,备用;

第2步:将水泥及依据水胶比确定并含有高效减水剂的剩余1/4水在胶砂搅拌锅中搅拌均匀,添加GO/CNT/纳米矿粉混合浆料,继续搅匀,并添加消泡剂,制得GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料浆料;

第3步:将GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料浆料分批装入预先放置涂有脱模剂的钢制模具中,振捣密实、抹平,浇注或压实成型。

8.根据权利要求7所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料的制备方法,其特征在于,还包括以下步骤:浇注或压实成型后,覆盖塑料薄膜,并在室温、密封环境中放置3-24小时,然后将GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料试件脱模,标准养护固化至预定龄期。

9.一种如权利要求1~6任意一项所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料制备的压阻型传感器。

10.一种如权利要求9所述的GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料制备的压阻型传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:模压成型GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料块或片,在模具侧面提前嵌入一对不锈钢电极,烘干后用航空插头引出导线,再在GO及纳米矿粉协同分散CNT改性纳米建筑材料块或片四周用聚醚喷剂喷成一绝缘、绝湿的封装薄层,形成密实封装层。