[發明專利]一種無機膠凝材料緩凝方法

有效

• 申請號: 201310071666.1
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103113131A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 胡斌;李夢雅;楊紅義;黃思辰;阮軍
• 申請（專利權）人: 北京中鐵潤海科技有限公司
• 主分類號: C04B40/00
• 分類號: C04B40/00;C04B24/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無機膠凝緩凝材料緩凝方法。

背景技術

新型磷酸鹽膠凝材料是一種具有早強快硬特征的無機膠凝材料。傳統的磷酸鹽膠凝材料一般是通過重燒氧化鎂和磷酸二氫銨發生化學反應制得，隨著技術的逐步成熟，后改用磷酸二氫鉀取代磷酸二氫銨以避免反應過程中放出大量氨氣，給環境和人體造成污染與危害。制備綜合性能優越的磷酸鹽膠凝材料的關鍵技術在于控制重燒氧化鎂與磷酸二氫鉀這兩個組分間的酸堿中和反應速度，其受到重燒氧化鎂和磷酸二氫鉀的活性與粒徑、各組分間的配比、緩凝劑的品種和摻加量以及環境溫度等一系列因素的影響，其中緩凝劑起到核心作用。

若不使用緩凝劑，磷酸鹽膠凝材料一般在3分鐘內就會迅速凝結硬化，所以必須通過控制緩凝的方法獲得足夠長的可操作時間(即初凝時間)。只要凝結時間控制得當，磷酸鹽膠凝材料的應用領域將非常廣泛，比如用作水泥砂漿、無機膠粘劑、涂料等。與普通的硅酸鹽水泥相比，它早期強度高、凝結時間短，即使環境溫度在冰點以下也能快速凝結；且抗壓強度高，干縮度小，耐磨性好，抗凍好。但由于凝結時間過短，造成施工時間不足，工作度較差，致使其目前僅應用于快速搶修機場跑道、交通繁忙地段路面等。它與舊的混凝土粘接性、兼容性好，修補質量可靠；與有機膠粘劑相比，它的機械力學性能更佳，導熱率更低，耐高溫、耐燒蝕性能更加出色。尤其在涂料領域，用于新型無機涂料的優勢更為明顯。首先，有機涂料耐熱性十分有限，極易引發火災或促使火焰蔓延，即使是耐高溫的芳雜環樹脂涂料也只能在200～350℃下長期使用；而無機涂料的長期耐熱溫度可達400～1000℃，短期耐熱溫度更高達1500℃，高溫下不燃、不炭化、不龜裂、不產生毒害煙氣。其次，有機涂料在耐磨性、耐候性方面缺陷較大，溶劑污染嚴重；而無機涂料堅硬耐磨，具有很強的耐候性、耐紫外線老化；所用原材料直接來于自然，本身無毒，不含有機揮發物，無需有機溶劑；而且耐溶劑性也很好，資源豐富，價格只有有機硅涂料的四分之一左右。第三，無機涂料疏水性能優異，與有機材料復合能制出超疏水性涂層，大大降低水的通透性，應用于金屬防腐蝕領域前景廣闊。與其他無機膠粘劑或涂料相比，磷酸鹽膠凝材料亦具有獨特優勢。它的濕附著力強，快干快硬，易著色，對界面平整度、光潔度要求極低，能夠吸灰附著，能和金屬氧化物反應生成據具有較高強度和粘結性的復合物涂層，從而起到帶銹防銹的作用，在工業生產和日常生活中將發揮越來越重要的作用。

由此看來，如何通過緩凝劑的品種與摻加量高效控制其凝結時間是磷酸鹽膠凝材料廣泛應用的一項關鍵技術。

目前，常用的緩凝劑數量繁多，比如氯化物、堿金屬、堿土金屬、可溶性氟硅酸銨、硼酸、硼酸鹽、硼酸酯及聚磷酸鹽等。它們中大多所需摻加量過大，只有極個別作用較明顯，但無不是以犧牲磷酸鹽膠凝材料卓越的早期強度為代價。

因此尋找并構建高效、無副作用的緩凝體系十分重要。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種與磷酸鹽膠凝材料配合使用的有機--無機復合緩凝材料緩凝方法。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：一種無機膠凝材料緩凝方法，是在磷酸鹽膠凝材料中引入有機、無機復合緩凝方法，該緩凝方法中的緩凝劑主要為雜環類化合物，用作高效緩凝劑。

該緩凝方法中的緩凝劑還包括多元醇及其衍生物，羥基羧酸及其鹽、氨基羧酸及其鹽以及無機鹽。

該緩凝方法中各成分含量為小于50重量份的雜環類化合物，小于30重量份的多元醇及其衍生物，小于20重量份的羥基羧酸及其鹽、小于20重量份的氨基羧酸及其鹽，小于20重量份的無機鹽。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明引入了高效的緩凝劑與豐富的緩凝原理，在傳統的無機鹽類緩凝劑基礎上增加雜環類化合物、多元醇及其衍生物、羥基羧酸及其鹽、氨基羧酸及其鹽等有機緩凝劑，本發明將緩凝劑的摻量控制在5％(相對氧化鎂的質量)以內，穩定提高了緩凝效果，讓磷酸鹽膠凝材料的初凝時間在1.5小時內可控，同時緩凝作用不影響磷酸鹽膠凝材料的較高的早期抗壓強度，不影響磷酸鹽膠凝材料的后期抗壓強度隨著齡期的延長而增長，不影響磷酸鹽膠凝材料的優異附著性與粘接性。

具體實施方式

下面對本發明做進一步詳細描述：本發明提供一種無機膠凝材料緩凝方法，在磷酸鹽膠凝材料中引入多種有機、無機復合緩凝方法，尤其是引入雜環類化合物作為高效緩凝劑；雜環類化合物可以單獨用作緩凝劑，也可以和其它緩凝劑組成復合緩凝方法。該復合緩凝方法中用作緩凝劑的各成分包括雜環類化合物，多元醇及其衍生物，羥基羧酸及其鹽、氨基羧酸及其鹽以及無機鹽。