[发明专利]一种石膏颗粒分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散剂及制备该剂的方法，具体地说是一种石膏颗粒分散剂及其制备方法。

背景技术

石膏原料分为天然石膏和工业副产品石膏。随着工业和科学技术的发展，根据石膏的特性和使用方法。石膏的用途大致可以分为两大类：第一石膏不经缎烧而直接使用，主要用于调节水泥凝结、冶炼镍、豆腐凝固、光学器械、石膏铸型等；第二石膏经缎烧变成熟石膏，用于生产建筑材料、陶瓷模型、牙料、粉笔、工艺品、研磨玻璃、豆腐凝固等。其中，石膏胶凝材料是传统的三大胶凝材料之一。它的原料可用天然石膏和工业副产石膏，它们的主要成分是二水硫酸钙和无水硫酸钙。生产石膏胶凝材料时只需除去部分或全部结晶水，耗能低，排出的废气是水蒸气，使用的设备简单，建厂投资较少。用烧成的建筑石膏为主要原料制成的各种石膏建筑材料，凝结硬化快，生产周期短，模具周转快，易实现大规模产业化生产，并且其重量轻、防火并具有一定的隔声、保温和呼吸功能，制品的安装为干作业，施工文明、快速。因此，石膏建筑材料被公认为是一种生态建材、健康建材。

半水石膏是石膏基材料的主要成分和凝胶相。半水石膏的理论水膏比为18.61％，而其实际用水量为65％～80％，即使α高强石膏也在40％左右。如此高的水膏比必将恶化硬化石膏体的孔结构，从而导致强度的大幅度降低。对石膏基材料改性，扬长避短，成了石膏基材料研究的重要内容，并取得了一定的成果。通常，改性途径主要分为两类，一类围绕降低水膏比，降低孔隙率，主要手段包括机械压制脱水、掺外加剂；另一类通过加入水硬性胶凝材料如硅酸盐水泥以及粉煤灰、矿渣等活性掺合料，对石膏基材料的微观结构进行改性。相比之下，加入分散剂，可在保持相同流动度的情况下降低石膏拌和用水量或在相同拌和用水量的情况下提高石膏浆体的流动性，已经被实践证明是改善建筑石膏性能的切实有效的途径。

针对石膏分散剂的研究起步大大迟于混凝土减水剂，这方面的研究很大程度上是基于混凝土减水剂的成果。并且在很长一段时间，人们都是将混凝土减水剂直接用于石膏材料生产中。近些年来，为适应不同石膏建材生产的需要，对石膏专用高效分散剂的研究得到了越来越多的关注，聚羧酸石膏分散剂便进入了人们的视线。当石膏料浆中加入聚羧酸分散剂后，由于分散剂分子结构中的锚固基团使之较易吸附在石膏固体粒子表面。被吸附的聚羧酸分散剂，一方面在石膏粒子表面形成扩散双电层结构，依赖ζ电位的静电斥力使粒子之间相互分散开；另一方面，由于吸附在固体颗粒表面的分散剂分子链较长，在颗粒表面形成足够厚度的吸附保护层，有效防止颗粒之间聚集，为浆体提供良好的流动性。因此，石膏料浆中加入聚羧酸分散剂后，能有效拆散絮凝状结构，使石膏粒子之间互相分散，从而在达到相同的石膏料浆标准稠度时，用水量可大幅度减少，产生较好的减水效果。

国外从20世纪80年代中期开始研发新一代高分子分散剂，如(甲基)丙烯酸系、马来酸酐系等聚羧酸高效分散剂，至20世纪90年代中期已正式工业化生产和应用。近年来，国际上建筑外加剂研究与生产趋向高性能、无污染发展。聚羧酸分散剂由于减水率高，性能优良备受国内外建筑工程界的关注。但是目前而言，绝大多数聚羧酸分散剂的开发和生产都是用于混凝土领域，针对石膏行业的聚羧酸分散剂发展相对缓慢。因此开发一种减水率高、性能稳定的聚羧酸石膏分散剂将是一大进步。

在专利CN1935733中公开了一种低分子量共聚物分散剂及其制备方法：采用一次性投料方式，将包括(甲基)丙烯酸类、(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)丙烯磺酸类以及烷氧基聚醚(甲基)丙烯酸酯类四类单体共聚而成。该方法所得分散剂结构中含有大量酯键，其在碱性条件下容易水解，造成结构不稳定，不利于产品的长时间贮存。

专利CN1759928公开了一种分散剂及其应用，而CN1786341中公开了一种用于制备高含固量石膏浆料的辅助分散剂。他们采用自由基聚合、以滴加单体方式合成了一种含羧酸、腈基、磺酸基、酰胺以及酯键的石膏分散剂和辅助分散剂。该工艺在应用过程中需要分散剂和辅助分散剂配合使用，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料来源易得，生产成本低、工艺简便易于产业化、对环境无污染、最终产品的应用性能效果优异的石膏颗粒分散剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：