一种石膏减水剂及其制备方法和应用技术

本申请涉及减水剂技术领域。本申请公开了一种石膏减水剂及其制备方法和应用。所述石膏减水剂的原料组成包括：β

【技术实现步骤摘要】
一种石膏减水剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及减水剂
，尤其是涉及一种石膏减水剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国是石膏资源大国，已探明的各类石膏总储量约为570亿吨，居世界首位。因此我国石膏材料产业的发展具有得天独厚的资源优势。石膏在自然界中主要以天然二水石膏和无水硬石膏的形式存在。通过一定的生产工艺，石膏矿可以加工成性能各异的石膏胶凝材料，与其它胶凝材料相比，石膏胶凝材料及其制品具有生产能耗低、质轻、保温隔热、膨胀收缩小、耐火性能好、绿色环保等优点，但是石膏胶凝材料也存在制品孔隙率大、强度较低的弱点，极大限制了石膏胶凝材料的应用。应用减水剂是改善石膏胶凝材料性能的重要途径。
[0003]通过加入减水剂，能够在保持相同流动度的情况下降低石膏拌和用水量，是提高石膏强度的切实有效的途径。在石膏领域中，应用较多的减水剂类别有萘系、氨基磺酸系、磺化三聚氰胺系、多羧酸系和木质素磺酸盐系，其中，萘系减水剂是目前国内用量最大的高效减水剂，主要产品有FDN、NF、UNF等。其分子结构中含有苯环和磺酸基，具有较强的分散作用，减水率高，且经济，无色。但是，萘系减水剂对石膏的耐水性能改善比较差，不能满足湿热环境下的石膏材料的应用。
[0004]因此，亟需研发一种能够有效提高石膏的耐湿热性且石膏力学性能强的石膏减水剂。

技术实现思路

[0005]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够有效提高石膏的耐湿热性且石膏力学性能强的石膏减水剂，本申请提供一种石膏减水剂及其制备方法和应用。
[0006]一方面，本申请提供的一种石膏减水剂，按重量份数计，其原料组成包括：β
‑
萘磺酸钠甲醛缩合物70~90份，元明粉10~20份，缓凝剂0.5~10份，碳气凝胶2~10份，环氧大豆油丙烯酸酯3~15份，水250~300份。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请加入了元明粉，能够促进石膏的晶体生长和结晶形成，从而提高石膏制品的强度和硬度，还有助于减少石膏内部的孔隙和渗透路径，阻止水分的渗透，提高石膏的耐湿热性。
[0008]本申请加入了碳气凝胶，碳气凝胶具有多孔结构和较大的比表面积，可以吸附并储存水分，从而减少石膏混合物中的自由水分，从而提高石膏的抗渗透性和耐水性，防止石膏的软化和破坏。同时，碳气凝胶的多孔结构吸收并储存水分，还可以减缓石膏混合物中的水分蒸发速度，从而减少石膏龟裂和收缩的风险，改善石膏的抗裂性能。
[0009]本申请加入了环氧大豆油丙烯酸酯，可以提高石膏的柔韧性和延展性，使其更加耐折、不易破裂。环氧大豆油丙烯酸酯具有良好的润滑性和增塑性，可以改善石膏混合物的流动性和可加工性。可以形成一层具有防水性质的薄膜，包覆在石膏颗粒表面上，阻止水分
的渗透和吸收，从而提高石膏的抗渗透性和耐湿热性。同时，该薄膜还可以减少石膏混合物中的自由水分和孔隙水分，进一步提高抗水性能。
[0010]本申请采用特定的原料和配比，制得石膏减水剂，能够有效提高石膏的抗渗透性和耐水性，还能改善石膏的力学性能。
[0011]可选的，一种石膏减水剂，按重量份数计，其原料组成包括：β
‑
萘磺酸钠甲醛缩合物75~85份，元明粉13~17份，缓凝剂3~6份，碳气凝胶5~8份，环氧大豆油丙烯酸酯5~10份，水260~280份。
[0012]可选的，所述缓凝剂选自葡萄糖酸钠、硼酸铵、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请加入缓凝剂，能够延缓石膏的凝结反应速度，使其具有较长的可操作时间，从而更好地控制石膏的凝结过程。还可以改善石膏的流动性和可加工性，使石膏更易于施工和成型。
[0014]可选的，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠和三聚磷酸钠，所述葡萄糖酸钠与三聚磷酸钠的重量比为1:1。
[0015]通过采用上述技术方案，葡萄糖酸钠和三聚磷酸钠能够相互增强减水效果，改善石膏混合物的流动性和可加工性，两者共同作用，能够促进石膏颗粒之间的结晶和互相连接，从而增加石膏混合物的强度和稳定性。
[0016]可选的，所述碳气凝胶为粉料，平均粒径为1~5μm，比表面积大于1000 m2/g。
[0017]通过采用上述技术方案，本申请碳气凝胶的平均粒径为1~5μm，比表面积大于1000 m2/g。如果碳气凝胶的平均粒径过大，会不易均匀分散在石膏中，导致减水效果不佳或不均匀；平均粒径过小，则可能会增加石膏减水剂的粘度和黏性，影响石膏混合物的流动性和可加工性。如果碳气凝胶的比表面积过小，其与水分子的相互作用可能较弱，减水效果可能不明显。
[0018]可选的，所述碳气凝胶与所述环氧大豆油丙烯酸酯的重量比为1：1~3。
[0019]通过采用上述技术方案，碳气凝胶与环氧大豆油丙烯酸酯都能改善石膏的流动性，两者相互作用，形成稳定的分散体系，减少凝聚和沉积的发生，使减水剂长时间保持稳定。
[0020]第二方面，本申请提供了上述石膏减水剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将所述β
‑
萘磺酸钠甲醛缩合物与水混合，搅拌，制得溶液A；S2、将所述环氧大豆油丙烯酸酯加入溶液A中，搅拌，制得溶液B；S3、将所述元明粉、所述缓凝剂以及所述碳气凝胶加入溶液B中，混合搅拌，调节pH值，制得所述石膏减水剂。
[0021]通过采用上述技术方案，本申请将原料逐步混合，有利于调控产品性能，也能避免副反应和不良影响。本申请采用的制备方法操作简单且方便，制备过程中无高温耗能过程，节能减排，无污染。
[0022]可选的，所述步骤S2中，所述搅拌温度为80~120℃，搅拌时间为90~120min。
[0023]通过采用上述技术方案，本申请采用特定的搅拌温度和搅拌时间，如果搅拌温度过低或搅拌时间过短，会导致产物不均一，影响产品的性能；搅拌温度过高则可能破坏产物的性质，降低产品质量。
[0024]可选的，所述步骤S3中，调节pH值至8.5~9.5。
[0025]通过采用上述技术方案，本申请调节pH值至特定范围，如果pH值过高，可能导致减水剂的减水效果下降，过高的pH值还可能会破坏减水剂的稳定性，从而影响石膏的性能；如果pH值过低，也可能降低石膏减水剂的减水效果。
[0026]第三方面，本申请提供了上述石膏减水剂在湿热环境下的石膏中的应用。
[0027]可选的，所述石膏减水剂的掺量为石膏质量的0.5%。
[0028]通过采用上述技术方案，本申请制得的石膏减水剂能够在湿热环境下的石膏中应用。
[0029]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1. 本申请采用特定的原料和配比，制得石膏减水剂，能够有效提高石膏的抗渗透性和耐湿热性，还能改善石膏的力学性能。
[0030]2. 本申请加入了元明粉，能够提高石膏制品的强度，还有助于减少石膏内部的孔隙和渗透路径，阻止水分的渗透，提高石膏的耐水性能和耐湿热性能。
[0031]3. 本申请加入了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石膏减水剂，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：β
‑
萘磺酸钠甲醛缩合物70~90份，元明粉10~20份，缓凝剂0.5~10份，碳气凝胶2~10份，环氧大豆油丙烯酸酯3~15份，水250~300份。2.根据权利要求1所述的石膏减水剂，其特征在于，按重量份数计，其原料组成包括：β
‑
萘磺酸钠甲醛缩合物75~85份，元明粉13~17份，缓凝剂3~6份，碳气凝胶5~8份，环氧大豆油丙烯酸酯5~10份，水260~280份。3.根据权利要求1所述的石膏减水剂，其特征在于，所述缓凝剂选自葡萄糖酸钠、硼酸铵、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的石膏减水剂，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠和三聚磷酸钠，所述葡萄糖酸钠与三聚磷酸钠的重量比为1:1。5. 根据权利要求1所述的石膏减水剂，其特征在于，所述碳气凝胶为粉料，平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，李传贵，蔺建全，李军，
申请(专利权)人：莱芜市兆信新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：