一种水磨石分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料外加剂技术领域，尤其是涉及一种水磨石分散剂及其制备方法，根据水磨石原料组成特点，针对水磨石主要硅质填料和颜料特性，设计一种专用于水磨石生产的分散剂。剂。

【技术实现步骤摘要】
一种水磨石分散剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料外加剂
，尤其是涉及一种水磨石分散剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水磨石是一种起源于15世纪威尼斯有斑点、耐用的地板。20世纪70、80年代在中国流行，并广泛被用于建筑装饰和学校、医院等公共场所的装修装饰中。它由大理石、石英石或玻璃等碎片组成，缝隙由水泥或类似的粘合材料填充，然后将表面抛光至光滑的表面。以水泥粘接料制成的水磨石叫无机磨石，用环氧粘接料制成的水磨石又叫环氧磨石或有机磨石。施工制作工艺分为现场浇筑水磨石和预制板材水磨石地面。可运用在别墅、医院、学校、广场、地铁站、仓库、停车场、商场等住宅与公共场所。
[0003]无机水磨石生产过程无毒无害，是绿色环保产品，具有施工速度快、防刮花、硬度高、防火、环保、使用寿命长等优势。广泛被用于建筑装饰和学校、医院等公共场所的装修装饰中。已成为石材行业发展中的重要种类之一。
[0004]为改善无机水磨石的性能，提高生产效率，分散剂已成为生产中属于必不可少的组成部分，主要为无机水磨石产品提供良好的流动性、粘聚性、保水性、强度、耐磨性、光洁度等。但现有技术中，几乎没有一款无机水磨石专用的分散剂，基本上都是使用的其它行业的分散剂，而不是针对无机水磨石专门开发出来的。
[0005]因此，现有技术中水磨石的制备过程中存在以下问题：(1)和易性差，一则可能会造成装饰性石料与浆体分层，涂布不均匀，而且水磨石硬化后容易出现水纹，气泡等问题；二则会影响生产效率，需要搅拌更长时间，造成分散性不足，水磨石硬化后会出现白色斑点等外观不合格问题；(2)强度不达标，所制成的水磨石产品过脆，容易断裂；(3)适应性差，使用其它行业的分散剂产品，但直接使用其他领域的分散剂效果不好，如使用聚羧酸减水剂，容易与体系适应性不好，敏感，造成水磨石浆料和易性不好进而影响强度外观等，而且还不能很好的分散浆料当中的颜料，导致颜料出现絮凝、浮色、发花等不良现象，大大影响水磨石的质量。因此，有必要开发一种无机水磨石专用分散剂，以提高其使用效果。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术特提供一种水磨石分散剂及其制备方法，根据水磨石原料组成特点，针对水磨石主要硅质填料和颜料特性，设计一种专用于水磨石生产的分散剂。
[0007]具体的，本专利技术水磨石分散剂的制备方法，包括如下制备步骤：
[0008]1)将不饱和羧酸和部分水混合均匀，得到A料，
[0009]2)将还原剂溶于部分水，得到B料，
[0010]3)将纳米二氧化硅和部分水混合均匀，得到C料，
[0011]4)配制亚铁盐溶液，
[0012]5)向反应釜加入剩余水，开启搅拌，将嵌段聚醚投入反应釜，搅拌均匀后将分子量
调节剂、亚铁盐溶液和氧化剂投入反应釜，搅拌，同时滴加A料、B料和C料，滴加完毕继续反应，即得；
[0013]其中，水磨石分散剂各原料重量百分比为：
[0014]嵌段聚醚41
‑
47％，
[0015]不饱和羧酸2.6
‑
4.9％，
[0016]纳米二氧化硅3.0
‑
4.8％，
[0017]分子量调节剂0.5
‑
0.7％，
[0018]亚铁盐溶液0.1
‑
0.2％，
[0019]氧化剂0.2
‑
0.35％，
[0020]还原剂0.04
‑
0.05％，
[0021]水余量。
[0022]水磨石的主要材料为石英砂、硅粉、硅砂类填料，它们的主要成分均为二氧化硅(达到80％左右)。通过本专利技术方法制备的分散剂，在其分子链上带有很多可离解的基团(—COOR)，离解后会带有大量的电荷，会吸附大量带有相反电荷的小离子，颗粒有效半径变大，增加了颗粒间的相对斥力，同时离解出来的小离子使分散介质的离子强度也发生了改变，从而改变了双电层的厚度，增强了双电层的稳定性。颗粒较细的填料粉体在水介质中具有较高的比表面能，因而容易产生团聚或絮凝，影响浆料的稳定性和均匀性。分散剂的加入不仅能改善填料粉体中二氧化硅的表面特性，而且对二氧化硅浆料的流变性也有较大影响，加入本专利技术的分散剂的可以获得低黏度、高稳定性、均匀性好的水磨石浆料。
[0023]优选的，步骤4)亚铁盐溶液中亚铁盐浓度为1％，更优选的，亚铁盐溶液中含有浓度为5
‰
的不饱和酸防止亚铁离子被氧化失效。
[0024]更优选的，步骤4)具体为：向烧杯中加入10g亚铁盐和989.5g水，加入0.5g不饱和酸(例如丙烯酸)，充分搅拌溶解得亚铁盐溶液。本专利技术亚铁盐溶液单独进行配置，并不占用水磨石分散剂制备过程中的水和不饱和羧酸用量。
[0025]优选的，步骤5)中A料、B料和C料滴加时间为50
‑
70min。
[0026]优选的，步骤5)中滴加温度为15
‑
25℃。
[0027]优选的，步骤5)中继续反应时间为30
‑
60min。
[0028]优选的，所述嵌段聚醚为甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，分子量为2000
‑
3000。
[0029]本专利技术采用聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段型聚醚(EO/PO)相比聚氧乙烯基(EO)聚醚，EO/PO聚醚分子链容易蜷缩折叠，使憎水甲基远离水分子，空间位阻效应更强，分散性更强，并且，本专利技术在试验中发现，EO/PO聚醚本身含有不饱和双键，不但可以作为分散剂主要聚合单体，还可以起到消泡抑泡的作用，省去了使用消泡剂的程序，因此可大大节省了时间和成本，具体的，本专利技术EO/PO聚醚作为聚合单体制备成分散剂后，其成为梳状结构的侧链，但同样具有表面活性剂的特性。其表面张力要小于水的表面张力，由于链段中含有环氧丙烷链段，其在水中的溶解性要下降，这些都符合消泡特点。当制备无机水磨石的时候，加入分散剂，其侧链烯丙醇EO/PO共聚醚链段有广布于液体表面的趋向，更多地抑制形成弹性膜，即终止气泡的产生。当体系大量产生泡沫后，共聚醚链段会向泡沫表面散布，快速铺展，形成很薄的双膜层，进一步扩散、渗透和层状入侵，从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低，使
其膜壁迅速变薄，泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引，这样，致使泡沫周围应力失衡，从而导致其“破泡”。
[0030]并且，本专利技术使用EO/PO聚醚可引入PO等疏水基团，能够降低分散剂在无机水磨石中的吸附层厚度和浆体悬浮液的表面张力，疏水基团与水的氢键作用也小于亲水性的EO结构单元。上述因素的综合作用能够降低浆体中颗粒之间相互运动的阻力，同时释放出更多包裹在浆体颗粒之间的自由水，在一定程度上降低浆体的黏度，改善了无机水磨石体系的和易性。
[0031]优选的，所述不饱和羧酸为甲基丙烯酸、丙烯酸的至少一种。
[0032]优选的，所述纳米二氧化硅粒径为5
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水磨石分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：1)将不饱和羧酸和部分水混合均匀，得到A料，2)将还原剂溶于部分水，得到B料，3)将纳米二氧化硅和部分水混合均匀，得到C料，4)配制亚铁盐溶液，5)向反应釜加入剩余水，开启搅拌，将嵌段聚醚投入反应釜，搅拌均匀后将分子量调节剂、亚铁盐溶液和氧化剂投入反应釜，搅拌，同时滴加A料、B料和C料，滴加完毕继续反应，即得；其中，水磨石分散剂各原料重量百分比为：嵌段聚醚41
‑
47％，不饱和羧酸2.6
‑
4.9％，纳米二氧化硅3.0
‑
4.8％，分子量调节剂0.5
‑
0.7％，亚铁盐溶液0.1
‑
0.2％，氧化剂0.2
‑
0.35％，还原剂0.04
‑
0.05％，水余量。2.根据权利要求1所述水磨石分散剂的制备方法，其特征在于，步骤5)中A料、B料和C料滴加时间为50
‑
70mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭亮，王君，杨洪，孙厚君，陈志豪，贺治权，
申请(专利权)人：湖南中岩建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：