[发明专利]一种固体激发剂及其制备工艺

说明书

本发明现提供一种固体激发剂，各原料及重量份数分别为：碱金属氢氧化物5‑50份；水玻璃溶液50‑95份；添加剂0.01‑3份；碱金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂的一种或多种；所述添加剂为晶种、铝酸钠的一种或者两种；本发明利用铝酸盐能与水玻璃中的硅酸根形成硅氧铝(‑Si‑O‑Al‑)相连的短链态，有利于地质聚合物的形成，提高激发剂的激发效率，改善固体激发剂的稳定性。

技术领域

本发明属于固体废弃物利用领域，具体涉及一种固体激发剂及其制备工艺。

背景技术

1、地质聚合物是一种由AlO4和SiO4四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物，化学式为Mn{-(SiO2)zAlO2}n·wH2O。地质聚合物一般是采用激发剂与富含硅铝酸盐的无机矿物进行反应，经过混合、成型、固化等工序制备而成，最常用的激发剂体系为碱激发体系。碱性激发剂的作用原理是在碱激发剂的作用下，无机矿物中的铝硅玻璃相发生Al-O和Si-O键解聚断裂，形成低聚态的硅氧四面体和铝氧四面体，然后低聚态的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接聚合形成碱铝硅胶体(-Si-O-Al-的链接形式)，随着胶体量的增多，产生凝胶体，最后凝胶体沉淀把未反应矿物颗粒黏结起来，形成地质聚合物。目前地质聚合物技术在粉煤灰、尾矿、建筑垃圾等大宗固体废弃物处理及资源化利用的应用上有着极大的发展空间，并且地质聚合物产品在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料、和耐高温材料等方面均有应用；

2、地质聚合物制备的碱激发剂分为液态激发剂和固态激发剂两种，最常用的是液态激发剂，一般是单一的水玻璃溶液或者碱金属氢氧化物和水玻璃的复合体系。固体激发剂的使用较少，一般是单一的碱金属氢氧化物类，此类激发剂在空气中稳定性差，容易吸潮。目前最常见的使用方式是将液态激发剂与其他的粉体原料混合，形成半干状粉体或者加水形成浆体，通过压制、挤出、浇注、制粒等方式加工成型，然后固化，制备出地质聚合物。制备的地质聚合物具有质地轻、强度高、防火保温而且耐酸碱腐蚀等优点，形成的产品功能性强，使用寿命长。

3、碱激发剂一般是指苛性碱、碱金属的硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、碳酸盐等物质，目前地质聚合物的研究及制备所采用的激发剂大部分以苛性碱和水玻璃为主。除了单一种类的碱或碱金属的盐作为激发剂，还可以通过两种类型的激发剂复合，形成更具效率和经济效益的复合激发剂。通过查阅中国专利资料《一种粉煤灰地质聚合物多孔材料及其制造工艺》(申请号201610126820.4)、《一种碱激发胶凝材料及其制备工艺》(申请号201410618006.5)、《地质聚合物与有机高分子复合胶凝材料的制备工艺》(申请号200910022112.6)、《矿渣-粉煤灰复合固体激发剂及其生产方法》(申请号201210091991.X)等相关专利，地质聚合物的激发剂以液体为主，其组分为水玻璃或者氢氧化钠与水玻璃的复合使用，而固体激发剂的组分一般为氢氧化钠固体、氢氧化钠与钠盐复合以及固态硅酸钠为主。由此发现，现有激发剂存在的问题如下：

1.溶液激发剂需要特定的容器，不方便储存与运输；

2.激发剂需现配现用；

3.碱金属硅酸盐类固体激发剂，常温下溶解困难，使用不方便，此类激发剂制备的地质聚合物产品性能较低；

4.碱金属氢氧化物类固体激发剂以NaOH、KOH为主，碱性较强，在空气中极易吸收水分潮解；

5.固体激发剂的制备的条件要求较高(如真空条件、陈化消解24h以上等)，制备时间长，工艺的难度大，造成能耗较高。

发发明内容

针对目前制备激发剂技术中存在的问题，本发明的目的是制备一种不需现配现用的固体激发剂，可直接与粉料混合使用，需要时也能溶解于水中使用，溶解性好，方便快捷；另外，本发明还提供一种固体激发剂的制备工艺。

为实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

一种固体激发剂，各原料及重量份数分别为：