[发明专利]一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法。

背景技术

二氧化硅微粉(硅灰)在不定型耐火材料中起着极其重要的作用。主要有一下几点：(1)提高耐火材料强度：传统的耐火材料中有众多孔隙，当加入硅灰后可以填充孔隙，并且拌合水量也会减少，成型后水排出后，留下的孔隙也少，从而提高了浇注料的强度；(2)提高浇筑性能：微粉有较强的活性，在水中形成胶体粒子，加入适当的分散剂，两者解离出的离子相遇，因表面电荷相反，当胶粒表面静电斥力小于其引力时，发生凝聚结合，增强流动性，从而提高浇筑性能；(3)提高耐高温、耐久性：硅灰具有较强的亲水性和活性，能增强耐火材料的凝聚，在水中易形成-Si-OH，经干燥脱水架桥，形成了硅氧烷[-Si-O-Si-]网状结构，硅氧烷网状结构中，硅氧键不仅耐高温，且随温度的升高，强度不断提高，同时高温下，二氧化硅与氧化铝发生反应生成莫来石，从而使浇注料的高温性能得到很大改善，延长使用寿命。

不定形耐火材料发展的主要推动力除了超微粉技术，减水剂的作用也不可忽视。要使超微粉得到均匀的分散，则必须依赖分散性能良好的减水剂，因此减水剂对不定形耐火材料的发展有着至关重要的作用。

目前，国内不定形耐火材料厂家大多采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等磷酸盐结合体系，但其存在高温强度低，流动度损失大等缺陷。

聚羧酸系高性能减水剂是国内外公认的新型、环保型减水剂，其最大的优点是减水率高，混凝土坍落度经时损失小，混凝土强度高，对水泥适应性好。

但由于不定形耐火材料和混凝土组成上有着本质的区别，尤其是在含硅灰量较高的浇筑料体系中，将目前常用的梳型聚羧酸减水剂应用于含硅灰的耐火材料中并没有表现出很好的效果，流动性小且损失大。这是由于硅灰与水泥不同的吸附机理，梳型聚羧酸减水剂在硅灰含量较高的浇注料中会形成网状结构，而失去分散效果。

因此，有必要专门针对含硅灰的不定形耐火材料开发一种新型聚羧酸减水剂，以提高耐火材料的施工性及高温性能，扩大耐火材料的应用范围。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法。改善耐火材料的高温性能，增加耐火制品强度。

本发明提供的一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将去离子水、MPEG200-400、甲基烯丙基磺酸钠和链转移剂，加热，在75-85℃时，滴加甲基丙烯酸水溶液和引发剂水溶液，2～3h滴加完，保温熟化2h；

(2)反应结束，边搅拌边加入碱液，调节pH值至7～8，得到聚羧酸系减水剂母液，经喷雾干燥获得粉末状产品。

进一步的，步骤(1)中去离子水、MPEG200-400、甲基烯丙基磺酸钠、链转移剂、甲基丙烯酸水溶液和引发剂水溶液的重量比为：20-25：10-17：2.5-3.5：0.1-0.3：50-65：15-20。

进一步的，甲基丙烯酸水溶液的质量浓度为20％；引发剂水溶液的质量浓度为10％。

所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的任意一种。

引发剂为水溶性引发剂，包括但不限于过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、二叔丁基氢过氧化物、叔戊基氢过氧化物、叔丁基过氧化物或甲乙酮过氧化物。

步骤(2)中所述碱液为氢氧化钠水配制的浓度为30％的稀溶液。

步骤(2)中所述喷雾干燥为压力喷雾干燥、离心喷雾干燥和气流式喷雾干燥中的一种。

进一步的，所述MPEG200-400的制备方法为：将聚乙二醇、甲基丙烯酸、浓硫酸和阻聚剂混合，氮气保护下，120-130℃反应6-8个小时，得到MPEG200-400；其中，聚乙二醇、甲基丙烯酸、浓硫酸和阻聚剂的重量比为将50-80：20-50:1-2：1-2；

进一步的，所述聚乙二醇分子量为200-400；

进一步的，所述阻聚剂选自对苯二酚、对苯醌、氯化亚铜、三氯化铁、亚甲基蓝、对叔丁基邻苯二酚中的任意一种。