[發明專利]一種磷酸鎂水泥用減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410007542.1
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103819115A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉加平;繆昌文;林瑋;劉建忠
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B24/06
• 分類號: C04B24/06;C04B24/32;C04B103/30
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技術領域

本發明涉及一種減水劑的制備方法，尤其是一種磷酸鎂水泥用減水劑的制備方法。

背景技術

磷酸鎂水泥是一種快硬高早強的膠凝材料，它是基于氧化鎂和磷酸鹽溶液之間的反應而凝結硬化，具有快凝快硬、高早期強度、高粘接強度、干縮變形小、高耐久等優良性能，受到了廣泛的關注，在耐火材料、環境保護、電子封裝、以及高溫粘合等領域內均有開展研究和應用，特別是在高速公路、機場跑道和市政主干道的快速修補，以及軍事工程的搶修搶建及有害物質的固化方面有著廣闊的應用前景。

但是，為滿足施工流動性需要，配制磷酸鎂水泥砂漿或混凝土所需用水量往往大大超過理論硬化反應需水量（7%），達到水泥質量的20%，甚至30%以上，造成磷酸鎂水泥基材料的密實度和強度大大下降。而適用于硅酸鹽水泥體系的減水劑，從傳統的基于靜電排斥的木鈣、氨基磺酸鹽、萘系等系列和基于空間位阻的聚羧酸（PCA）系列，對于磷酸鎂水泥體系均不能表現出有效的減水作用。因為，磷酸鎂水泥的硬化過程與硅酸鹽水泥水化過程，存在著巨大的差異，是截然不同的兩個反應過程，傳統的基于陰離子表面活性劑的硅酸鹽水泥減水劑在磷酸鹽水泥體系中的“吸附-分散”作用受到極大的抑制，不能有效的發揮其減水作用。

為了提高磷酸鎂水泥砂漿或混凝土拌合物流動性，國內外從拌合物的配比方面開展了有限的研究。通過調整拌合水的用量是目前采取的普遍方法；同時，采用粉煤灰取代部分磷酸鎂水泥，在變相提高用水量與水泥比例的前提下，發揮粉煤灰球形顆粒的潤滑作用也能起到一定的提高拌合物流動性的效果。但是，上述方法均會對磷酸鎂水泥的力學性能產生不利的影響。

利用減水劑提高水泥基材料拌合物是更加直接有效，并且對砂漿或混凝土硬化后性能能沒有負面性能影響的積極手段。一種磷酸鎂水泥用復合型減水劑（汪洪濤《建筑材料學報》2007年第1期），將一種“不受pH值影響或在酸性環境中受pH值影響較小的表面活性劑”與緩凝組分以及粉煤灰復合，顯示出一定的減水作用。但是，緩凝組分以及粉煤灰的使用對磷酸鎂水泥基材料的早期強度有降低的作用，對發揮磷酸鎂水泥的超早強性能是不利的，多組分復配的制備方法也相對復雜。

發明內容

本發明的目的針對現有技術的缺陷，通過非離子型表面活性劑的液態混合物作為減水劑，在對磷酸鎂水泥基材料的早期強度不產生降低的作用下提高磷酸鎂水泥砂漿或混凝土的流動性能。本發明為實現上述目的，采用一種磷酸鎂水泥用減水劑的制備方法，它依次包括以下制備步驟：a)有機溶劑制備：所述有機溶劑由以下體積分數的原料組成：環己烷20-30%；異丙醇10-20%；異戊醇5-10%；使上述原料在60-70℃的水浴中共混，得到有機溶劑；b)減水劑制備：將步驟a)制得的50-60份有機溶劑和10-15份非離子型表面活性劑在超聲震蕩下滴加入5-10份蒸餾水，制得本發明所述減水劑。

本發明人發現針對以萘系、聚羧酸系列陰離子表面活性劑為代表的硅酸鹽水泥用減水劑對于磷酸鎂水泥拌合物沒有分散效果的情況，而針對上述磷酸鎂水泥拌合物沒有分散效果的情況，大部分研究者首先考慮采用以季銨鹽化合物為代表的陽離子表面活性劑（相較非離子表面活性劑，陽離子表面活性劑的親水性更強，更有可能發揮出水泥顆粒的分散作用），但是實驗研究發現，季銨鹽系列陽離子表面活性劑對于磷酸鎂水泥砂漿拌合物具有一定的減水效果，但是減水效果不甚明顯，砂漿流動度由6cm提升至8.5cm。因此，本發明人嘗試使用非離子表面活性劑作為磷酸鎂水泥的減水劑。但是，研究發現并非所有非離子表面活性劑都能對磷酸鎂水泥起到很好的分散效果；最終，本發明人綜合大量理論研究及實驗發現SPAN系列（失水山梨醇脂肪酸酯系列）與TWEEN系列（聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯系列）對磷酸鎂水泥的分散作用要優于陽離子表面活性劑。

本發明人經過進一步研究發現，由于聚合度以及具體的分子結構不同，并非所有SPAN系列與TWEEN系列非離子型表面活性劑對磷酸鎂水泥拌合物都能起到較好的分散作用。因此，經過發明人進一步研究后發現SPAN-60、SPAN-80、TWEEN-60、TWEEN-80（山梨糖醇酐油酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯聚氧乙烯醚）等物質單一或混合物對磷酸鎂水泥拌合物的分散效果較為明顯。