[發明專利]一種高性能礦渣微粉

在審

• 申請號: 202310344986.3
• 申請日: 2023-04-03
• 公開（公告）號: CN116354641A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉學紳;林小磊;王青城
• 申請（專利權）人: 徐州科建環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: C04B24/28
• 分類號: C04B24/28;C08G77/38;C08G77/388
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 胡亞輝

本發明涉及礦渣改性技術領域，且公開了一種高性能礦渣微粉，所述礦渣微粉包括礦渣組分和緩凝組分，該緩凝組分為端羧基超支化緩凝單體HRM?COOH，其基于分子構建和有機合成技術，利用氮?烯邁克爾加成反應及酯化反應機理，在八氨基籠型倍半硅氧烷上修飾合成了端羧基超支化緩凝單體HRM?COOH，分子結構中含有羧基官能團，其能夠與礦渣中Casupgt;2+/supgt;生成穩定的絡合物覆蓋在表面，可有效抑制水化產物的生成并延緩激發礦渣膠凝材料的凝結時間，通過性能測試可以獲知：端羧基超支化緩凝單體HRM?COOH能夠有效延長堿激發礦渣膠凝材料的凝結時間、提高堿激發礦渣膠凝材料的力學性能。

技術領域

本發明涉及礦渣改性技術領域，具體為一種高性能礦渣微粉。

背景技術

礦渣微粉含有與水泥熟料相似的礦物組成(礦渣的CaO含量較之水泥少了20%-30%左右)，含有的具有膠凝性的組分使得其除了可作為生產堿激發礦渣膠凝材料的原料之外，還可以作為混凝土的摻合料使用。

堿激發礦渣膠凝材料在激發礦渣過程存在的主要問題是凝結時間較短導致其工作性能和流變性能通常會在20~30min喪失，主要因為是礦渣中的Ca²⁺與孔隙溶液中的硅酸鹽離子快速結合而形成初始的C-S-H，加速堿激發礦渣膠凝材料的硬化。

本發明引用下述參考文獻：期刊《功能材料》在2021年第3期(52)卷刊出的《共價功能化POSS/PDMS防腐復合涂層的研究》一文中公開了八氨基籠型倍半硅氧烷(POSS-NH₂)的結構和制備方法。

發明內容

為了延長礦渣的凝結時間、使其在較長時間內保持塑性，本發明提供如下技術方案：

一種高性能礦渣微粉，所述礦渣微粉包括礦渣組分和緩凝組分，該緩凝組分為端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH。

優選的，所述緩凝組分為第一代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅠ、第二代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅡ、第三代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅢ中的一種或一種以上的組合。

優選的，所述第一代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅠ的制備方法如下：

通過八氨基籠型倍半硅氧烷的氨基官能團與丙烯酸的烯基官能團在有機叔胺催化劑的作用下發生氮-烯邁克爾加成反應，制備得到第一代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅠ。

優選的，所述第二代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅡ的制備方法如下：

步驟S1，通過第一代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅠ的羧基官能團與3-氨基苯酚的酚羥基在酸催化劑的催化作用下發生酯化反應，制備得到第一代端苯氨基超支化功能單體HFM-PhH-NH₂-GⅠ；

步驟S2，通過第一代端苯氨基超支化功能單體HFM-PhH-NH₂-GⅠ的氨基官能團與丙烯酸的烯基官能團在有機叔胺催化劑的作用下發生氮-烯邁克爾加成反應，制備得到第二代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅡ。

優選的，所述第三代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅢ的制備方法如下：

步驟S1，通過第二代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅡ的羧基官能團與3-氨基苯酚的酚羥基在酸催化劑的催化作用下發生酯化反應，制備得到第二代端苯氨基超支化功能單體HFM-PhH-NH₂-GⅡ；

步驟S2，通過第二代端苯氨基超支化功能單體HFM-PhH-NH₂-GⅡ的氨基官能團與丙烯酸的烯基官能團在有機叔胺催化劑的作用下發生氮-烯邁克爾加成反應，制備得到第三代端羧基超支化緩凝單體HRM-COOH-GⅢ。

優選的，所述有機叔胺催化劑包括1?5?7-三疊氮雙環(4.4.0)癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜二環[4.4.0]癸-5-烯、4-二甲氨基吡啶中的一種或一種以上的組合。