[发明专利]一种缔合型丙烯酸盐灌浆材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种缔合型丙烯酸盐灌浆材料及其制备方法，包括以下步骤：取丙烯酸与蒸馏水均匀混合，搅拌加入碱性物质，通过外部冷却保持反应体系温度不高于60℃，之后反应30min得到丙烯酸盐溶液，取丙烯酸盐溶液的上清液加入疏水单体、交联剂和促进剂，混匀后得到A组份，取一定量引发剂溶解于蒸馏水中，混合均匀后得到B组份，将A组份与B组份按体积比1:1混合均匀，制得缔合型丙烯酸盐灌浆材料；本发明的缔合型丙烯酸盐灌浆材料，引入疏水基团形成的物理交联可以反复破坏‑形成，助于增强凝胶的延展性，能够在干湿交替变化时保持凝胶结构的稳定性，在干湿交替环境中也能保证防水堵漏效果，并进一步提高凝胶的强度和丙烯酸盐与混凝土基材的粘结性能。

技术领域

本发明属于化学灌浆技术领域，具体涉及一种缔合型丙烯酸盐灌浆材料及其制备方法。

背景技术

在水利水电、矿井、地质勘探、隧道和城市地下工程中，经常用注浆法进行防水堵漏。但目前很多工程中普遍存在小裂缝注浆难的问题。由于常用的普通水泥浆液只能封堵大裂隙，故微小裂隙注浆这一难题至今尚未得到彻底解决。20世纪40年代开始应用丙烯酰胺化学灌浆材料引起环境污染后，丙烯酸盐灌浆材料的研究和应用重新受到重视。1980年开始用丙烯酸盐来代替丙烯酰胺浆材。丙烯酸盐浆液初始粘度低，能够进入微小裂缝，凝胶时间可控，后膨胀压力以及与结构的牢固粘接可以提供额外的防水保护。特别是丙烯酸盐灌浆料采用了无毒的交联剂之后，整体浆液无毒环保，因此在防水领域的应用逐渐广泛。

目前国内市场上使用的丙烯酸盐灌浆材料大多单纯通过化学交联，导致凝胶延伸率较低，不能很好的适应裂缝或接缝的形变。加之凝胶对周围环境的含水率变化较为敏感，在雨季、旱季的水分变化明显时，裂缝中的凝胶在溶胀-失水过程中化学键容易受到破坏而失效，影响凝胶耐久性，容易导致建筑复漏。

为了提高丙烯酸盐灌浆材料对裂缝或接缝较大形变的适应能力，文献《新型柔性丙烯酸盐灌浆材料的工艺性能研究》在固化剂中引入长链柔性单元，但文献没有对柔性单元进行具体说明。比利时迪尼夫公司的Superflex型丙烯酸盐材料断裂伸长率可达300％，但并未介绍其注浆液中的活性成分的具体类型。公开号为CN113667043A的发明专利报道了一种裂伸长率达900％的高弹丙烯酸盐灌浆材料，但其配方中的材料皆为常见的丙烯酸盐灌浆料所使用的原料。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种缔合型丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，通过向丙烯酸盐中添加疏水单体，利用疏水单体的疏水缔合形成的可逆物理交联结构，代替丙烯酸盐灌浆材料的化学交联结构，在保证固化后凝胶强度的同时增强凝胶塑性和断裂伸长率，得到了适用于建筑伸缩缝渗漏水处理、土壤固结和地基基础防渗帷幕灌浆作业中的缔合型丙烯酸盐灌浆材料。

本发明公开了一种缔合型丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)取丙烯酸与蒸馏水均匀混合，在搅拌条件下，多次加入碱性物质，通过外部冷却保持反应体系温度不高于60℃，加完所有碱性物质后反应30min得到丙烯酸盐溶液，过滤后加入疏水单体、交联剂和促进剂，混匀后得到A组份；

步骤(2)取一定量引发剂溶解于蒸馏水中，混合均匀后得到B组份；

步骤(3)将A组份与B组份按体积比1:1混合均匀，制得缔合型丙烯酸盐灌浆材料。

本发明的一种实施方式在于，以重量份数计，所述A组份中各原料用量为丙烯酸20-40份，碱性物质11-41份，疏水单体0.01-2.1份，交联剂0.01-1.1份，促进剂0.5-2.2份，蒸馏水46-78份。

本发明的一种实施方式在于，以重量份数计，所述B组份中各原料用量为引发剂0.5-4份，蒸馏水96-99.5份。

本发明的一种实施方式在于，所述碱性物质为钠、钙、镁的氧化物或氢氧化物中的一种或多种的组合。