[发明专利]一种硫氧镁胶凝材料复合改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硫氧镁胶凝材料领域，尤其涉及一种硫氧镁胶凝材料复合改性剂及其制备方法。

背景技术

镁质胶凝材料是以氧化镁为主要成分的气硬性胶凝材料，将氧化镁加入水中会生产氢氧化镁，浆体逐渐凝结硬化，硬化后强度较低，用氯化镁，硫酸镁，磷酸盐等盐类溶液调制的镁质胶凝材料具有早强，凝结时间快，质轻，耐火，耐磨耐冲击等优点，是一种绿色环保新型建材。

目前，镁质胶凝材料主要的应用是菱镁胶凝材料，但是其本身耐水性差，易翘曲变形，易吸潮，返卤和返白，极易腐蚀钢筋等缺点，因此其大规模普及应用仍受到限制。

硫氧镁水泥胶凝材料是一种由MgO·MgSO4·H2O组成的三元体系胶凝材料，它主要有轻烧氧化镁，七水硫酸镁等原材料反应生成。不仅有氯氧镁，磷酸镁胶凝材料的硬化快，强度高，防火，质轻，耐磨耐冲击等优点，同时它还克服了吸潮返卤，耐水性差，腐蚀钢筋等其它两种胶凝材料的缺点。然而在气温30℃以上的环境中，硫氧镁胶凝材料料浆凝结硬化过快，不利于成型操作，限制了硫氧镁胶凝材料的应用范围。

改性剂，一般作为胶凝材料的辅助助剂，主要用来改善和提高胶凝材料各种性能。比如缓凝剂可有效降低胶凝材料水化反应速度，提高胶凝材料的可操作性能。现有技术中，胶凝材料缓凝剂主要成分为多羟基化合物，羟基羧酸盐及其衍生物，高糖木质素磺酸盐，氯化锌或硼酸盐，但是其应用效果并不明显。保水增稠剂可改善胶凝材料的料浆状态，满足生产施工的要求，同时可以保持表面薄层的水分，使得胶凝材料水化更加完全，减少毛细孔的产生，增强胶凝材料的性能，并且也有缓凝效果。现有的技术中，保水增稠剂主要有纤维素醚，淀粉醚以及膨润土等，但是其在硫氧镁水泥中应用效果也不好。

现有技术如王自福等研究一种硫氧镁胶凝材料缓凝剂(公开号为CN103979817A)，其原料配比为：碳酸钙粉10份，氧化硼30-40份，磷酸锌50-60份。

但现有技术存在两个缺点：1.该技术方案只是简单通过缓凝剂的溶解-覆盖来阻碍Mg2+参与反应，缓凝方式比较单一。2.缓凝剂对改善硫氧镁水泥晶体结构，提高综合性能的效果比较小。

发明内容

本发明的技术任务主要是针对上述现有技术的不足，即现有技术的凝结时间过短，保水增稠效果不佳，则本发明就是要延长胶凝材料的凝结时间。同时改善浆料的稠度状态，减少水化反应产生的毛细孔，提高物理性能。本发明的进一步技术任务是提供上述复合改性剂的制备方法。

一种硫氧镁胶凝材料复合改性剂，该复合改性剂由以下重量配比的原料制成：

磷酸二氢钾1-10份

硼酸50-70份

柠檬酸盐15-30份

葡萄糖酸钠5-20份

羧甲基纤维素醚1-10份。

作为优选，所述复合改性剂各原料的重量配比为

磷酸二氢钾1-8份

硼酸55-65份

柠檬酸盐18-30份

葡萄糖酸钠10-20份

羧甲基纤维素醚1-8份。

作为优选，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠、柠檬酸钾、柠檬酸钙中的一种或几种。

作为优选，所述磷酸二氢钾为含量大于99％的工业级磷酸二氢钾。

作为优选，所述硼酸为含量大于99％的工业级。

作为优选，所述柠檬酸盐为含量大于99％的工业级柠檬酸钠。

作为优选，所述葡萄糖酸钠为含量大于99％的工业级。

作为优选，所述羧甲基纤维素醚是一种由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物。

一种上述硫氧镁胶凝材料复合改性剂的制备方法，按照配比将各原料加入搅拌机，搅拌均匀即得产品。

作为优选，所述搅拌的速度为40-70rpm。

硫氧镁胶凝材料是由轻烧氧化镁，硫酸镁溶液等原料制成的，其中磷酸二氢钾、硼酸、柠檬酸钠和葡萄糖酸钠作为硫氧镁胶凝材料的缓凝剂，会在水中溶解电离成离子，这些离子会吸附在氧化镁表面，起到缓凝作用，同时还会参与水化反应生成新的胶凝物质，该胶凝物质相比于硫氧镁胶凝材料具有更高的物理力学性能，较低的热膨胀率以及不易弯曲变形，所以能够对硫氧镁胶凝材料起到增强作用。羧甲基纤维素醚作为硫氧镁胶凝材料的保水剂，可以保持薄层浆料中的自由水，延长水化时间，起到缓凝作用。由于常用的纤维素醚与硫酸镁溶液混合后会产生盐析现象，丧失了原本的增稠保水作用，本羧甲基纤维素醚由于支链取代物不同于一般纤维素醚，且取代度高，取代基分布均匀，因此溶于硫酸镁溶液不会发生盐析反应，起到保水增稠效果。