[发明专利]一种膨胀型磷酸基地质聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种膨胀型磷酸基地质聚合物及其制备方法，属于无机非金属材料技术领域，所述制备方法包括以下步骤：(1)溶胶‑凝胶法制备硅铝比为0.25～3的地质聚合物前驱体；(2)以丙酮为添加剂，利用磷酸溶液激发生成膨胀型磷酸基地质聚合物。本发明制备的膨胀型磷酸基地质聚合物具有显著的膨胀性和速凝性，可以将常规的12h的凝固时间缩短至5min。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特别是涉及一种膨胀型磷酸基地质聚合物及其制备方法。

背景技术

硅酸盐水泥作为一种广泛使用的胶凝材料，在生产和使用过程中排放大量的二氧化碳，导致全球变暖持续加剧。磷酸基地质聚合物是由天然矿物或者固体废弃物制备而成的，含有硅氧体、铝氧四面体以及磷氧四面体等四面体的非晶态和准晶态三维网络凝胶体。根据相关研究，若使用地质聚合物代替传统硅酸盐水泥，二氧化碳的排放将减少80倍。从传统的材料分类上来说，磷酸基地质聚合物是一种主链由非碳原子通过共价键形式结合而成的无机大分子材料。由于其特殊的三维网络结构，地质聚合物还具有强度高、耐腐蚀性、耐高温等优点，可广泛应用于建筑材料、交通抢险工程、核废料处理等领域。

在水利工程及交通抢险工程中，急需一种凝结速度快，具有一定强度的高分子无机材料，用于大型工程结构的抢险及修复工作。但目前常规的地质聚合物由偏高岭土、粉煤灰等物质在磷酸溶液作用下进行激发，合成的地质聚合物的存在着凝结时间长以及固化后体积收缩的不足，难以在实际工程中得到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有膨胀性及速凝性的磷酸基地质聚合物，旨在解决在大型水利工程及交通道路抢险工程中地聚物无法得到广泛应用的问题，为磷酸基地质聚合物在此类工程中的应用提供技术支撑。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种膨胀型磷酸基地质聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)溶胶-凝胶法制备硅铝比为0.25～3的地质聚合物前驱体；

(2)以丙酮为添加剂，利用磷酸溶液激发生成膨胀型磷酸基地质聚合物。

进一步地，步骤(1)包括以下步骤：

a、用去离子水和九水硝酸铝混合搅拌配制透明的铝溶液；

b、用无水乙醇和正硅酸四乙酯配制透明的硅溶液，备用；