[发明专利]一种无机胶凝材料缓凝方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机胶凝缓凝材料缓凝方法。

背景技术

新型磷酸盐胶凝材料是一种具有早强快硬特征的无机胶凝材料。传统的磷酸盐胶凝材料一般是通过重烧氧化镁和磷酸二氢铵发生化学反应制得，随着技术的逐步成熟，后改用磷酸二氢钾取代磷酸二氢铵以避免反应过程中放出大量氨气，给环境和人体造成污染与危害。制备综合性能优越的磷酸盐胶凝材料的关键技术在于控制重烧氧化镁与磷酸二氢钾这两个组分间的酸碱中和反应速度，其受到重烧氧化镁和磷酸二氢钾的活性与粒径、各组分间的配比、缓凝剂的品种和掺加量以及环境温度等一系列因素的影响，其中缓凝剂起到核心作用。

若不使用缓凝剂，磷酸盐胶凝材料一般在3分钟内就会迅速凝结硬化，所以必须通过控制缓凝的方法获得足够长的可操作时间(即初凝时间)。只要凝结时间控制得当，磷酸盐胶凝材料的应用领域将非常广泛，比如用作水泥砂浆、无机胶粘剂、涂料等。与普通的硅酸盐水泥相比，它早期强度高、凝结时间短，即使环境温度在冰点以下也能快速凝结；且抗压强度高，干缩度小，耐磨性好，抗冻好。但由于凝结时间过短，造成施工时间不足，工作度较差，致使其目前仅应用于快速抢修机场跑道、交通繁忙地段路面等。它与旧的混凝土粘接性、兼容性好，修补质量可靠；与有机胶粘剂相比，它的机械力学性能更佳，导热率更低，耐高温、耐烧蚀性能更加出色。尤其在涂料领域，用于新型无机涂料的优势更为明显。首先，有机涂料耐热性十分有限，极易引发火灾或促使火焰蔓延，即使是耐高温的芳杂环树脂涂料也只能在200～350℃下长期使用；而无机涂料的长期耐热温度可达400～1000℃，短期耐热温度更高达1500℃，高温下不燃、不炭化、不龟裂、不产生毒害烟气。其次，有机涂料在耐磨性、耐候性方面缺陷较大，溶剂污染严重；而无机涂料坚硬耐磨，具有很强的耐候性、耐紫外线老化；所用原材料直接来于自然，本身无毒，不含有机挥发物，无需有机溶剂；而且耐溶剂性也很好，资源丰富，价格只有有机硅涂料的四分之一左右。第三，无机涂料疏水性能优异，与有机材料复合能制出超疏水性涂层，大大降低水的通透性，应用于金属防腐蚀领域前景广阔。与其他无机胶粘剂或涂料相比，磷酸盐胶凝材料亦具有独特优势。它的湿附着力强，快干快硬，易着色，对界面平整度、光洁度要求极低，能够吸灰附着，能和金属氧化物反应生成据具有较高强度和粘结性的复合物涂层，从而起到带锈防锈的作用，在工业生产和日常生活中将发挥越来越重要的作用。

由此看来，如何通过缓凝剂的品种与掺加量高效控制其凝结时间是磷酸盐胶凝材料广泛应用的一项关键技术。

目前，常用的缓凝剂数量繁多，比如氯化物、碱金属、碱土金属、可溶性氟硅酸铵、硼酸、硼酸盐、硼酸酯及聚磷酸盐等。它们中大多所需掺加量过大，只有极个别作用较明显，但无不是以牺牲磷酸盐胶凝材料卓越的早期强度为代价。

因此寻找并构建高效、无副作用的缓凝体系十分重要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种与磷酸盐胶凝材料配合使用的有机--无机复合缓凝材料缓凝方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种无机胶凝材料缓凝方法，是在磷酸盐胶凝材料中引入有机、无机复合缓凝方法，该缓凝方法中的缓凝剂主要为杂环类化合物，用作高效缓凝剂。

该缓凝方法中的缓凝剂还包括多元醇及其衍生物，羟基羧酸及其盐、氨基羧酸及其盐以及无机盐。

该缓凝方法中各成分含量为小于50重量份的杂环类化合物，小于30重量份的多元醇及其衍生物，小于20重量份的羟基羧酸及其盐、小于20重量份的氨基羧酸及其盐，小于20重量份的无机盐。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明引入了高效的缓凝剂与丰富的缓凝原理，在传统的无机盐类缓凝剂基础上增加杂环类化合物、多元醇及其衍生物、羟基羧酸及其盐、氨基羧酸及其盐等有机缓凝剂，本发明将缓凝剂的掺量控制在5％(相对氧化镁的质量)以内，稳定提高了缓凝效果，让磷酸盐胶凝材料的初凝时间在1.5小时内可控，同时缓凝作用不影响磷酸盐胶凝材料的较高的早期抗压强度，不影响磷酸盐胶凝材料的后期抗压强度随着龄期的延长而增长，不影响磷酸盐胶凝材料的优异附着性与粘接性。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细描述：本发明提供一种无机胶凝材料缓凝方法，在磷酸盐胶凝材料中引入多种有机、无机复合缓凝方法，尤其是引入杂环类化合物作为高效缓凝剂；杂环类化合物可以单独用作缓凝剂，也可以和其它缓凝剂组成复合缓凝方法。该复合缓凝方法中用作缓凝剂的各成分包括杂环类化合物，多元醇及其衍生物，羟基羧酸及其盐、氨基羧酸及其盐以及无机盐。