CN111233384B - 一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 - Google Patents
一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111233384B CN111233384B CN202010201147.2A CN202010201147A CN111233384B CN 111233384 B CN111233384 B CN 111233384B CN 202010201147 A CN202010201147 A CN 202010201147A CN 111233384 B CN111233384 B CN 111233384B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene oxide
- parts
- raw material
- geopolymer
- stirring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 72
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 36
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 9
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 9
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 7
- RNWGYDIGXJHCHP-UHFFFAOYSA-L calcium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O.CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O RNWGYDIGXJHCHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920005551 calcium lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 2
- RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L calcium;3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonate Chemical compound [Ca+2].COC1=CC=CC(CC(CS([O-])(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS([O-])(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O RYAGRZNBULDMBW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims description 2
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018516 Al—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910001387 inorganic aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料，50‑85份碱激发剂，0.01‑0.07份氧化石墨烯，0.02‑0.20份分散剂；所述硅铝质原料选自偏高岭土、煤矸石、粉煤灰或矿渣中的任意一种或二种以上任意比例的混合物。本发明以廉价硅铝酸盐材料为主要原料，以石墨烯为填料，制备的地聚合物产品的抗折以及抗压强度高、韧性好、耐酸碱性好、耐高温性好，有效地改善了现在地聚合物改性技术存在的问题，并且制备工艺简单，原料来源丰富、CO2排放量小，产品附加值高，具有良好的经济效益和环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法，属于地聚合物技术领域。
背景技术
地聚合物是一种新型的无定形或半晶体的无机聚合物胶凝材料，是最有前途的碱激活胶凝材料之一。高硅铝酸质原料中具有活性的Al2O3、SiO2在碱溶液的作用下断裂重组，形成一种由[AlO4]5-和[SiO4]4-四面体构成的无定形硅铝酸盐三维网络体，地聚合物是一种“绿色材料”，在制备过程中，CO2排放量仅为硅酸盐水泥的1/6，能耗和废气排放低,具有早强快硬、体积稳定性好、耐化学腐蚀、界面结合力强、抗渗性好、耐温性好、耐久性好等传统水泥所不具备的优异性能，因此，地聚合物被认为是解决社会发展与环境污染冲突的替代材料之一。但纯的地聚合物脆性大、易开裂、韧性差。
为了改善地聚合物的脆性大、易开裂、韧性差的问题，现有技术中,不少学者对地聚合物进行了改性研究，例如，申请号为201910537921.4的中国发明专利公开了一种苯丙乳液增韧地聚合物及其制备方法；申请号为201810203132.2的中国发明专利公开了一种环氧树脂增韧偏高岭土基地聚合物及其制备方法；阚鑫禹等发表了聚乙烯醇改性地质聚合物复合材料的性能研究的文章；申请号为201910062137.2的中国发明专利公开了一种超高韧性地聚合物及其制备方法，所用的增韧剂为聚乙烯醇纤维。以上专利或文章所采用的改性剂都是高分子材料，而高分子材料存在易老化，不耐高温等缺陷。另外，上述地聚合物在水化硬化后，硬化体中存在一定量的孔径为50～200nm有害孔，不但影响强度，也影响其抗冻性、耐久性等综合性能，制约了地聚合物的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中地聚合物脆性大、易开裂、韧性差，且存在有害孔等现有技术存在的不足，提供一种氧化石墨烯增强地聚合物，本发明选用氧化石墨烯对地聚合物进行改性，得到的地聚合物强度高、韧性好、耐高温。
本发明的另一目的在于提供上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，工艺简单，节能环保。
技术方案
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料，50-85份碱激发剂，0.01-0.07份氧化石墨烯，0.02-0.20份分散剂；所述硅铝质原料选自偏高岭土、煤矸石、粉煤灰或矿渣中的任意一种或二种以上任意比例的混合物。
氧化石墨烯可以市售购买，也可以自制，常规的制备方法为：将2份石墨粉和1份无水NaNO3加入置于冰浴内的浓H2SO4中，搅拌反应5h，加入KMnO4进行氧化处理，常温下反应24h；用50℃的去离子水滴加到上述反应容器中反应30min，再加去离子水冷却上述溶液，然后加入30％双氧水还原剩余的氧化剂，采用离心机离心洗涤、过滤、真空脱水得到氧化石墨烯。
进一步，所述碱激发剂的制备方法：将10-20重量份的氢氧化钠与80～100重量份的模数为2.6-3.6的水玻璃溶液混合搅拌，直至氢氧化钠全部溶解，静置24h后，得到碱激发剂。
进一步，所述分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钙或聚羧酸盐的一种或两种以上任意比例的混合物。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌10-20min后，再超声分散30-60min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在10-50r/min的转速下搅拌1-3min，然后在100-200r/min的转速下搅拌1-3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20～70℃、相对湿度为90％～95％的条件下养护20～40h，脱模，然后继续在室温条件下养护3-28d，即得。
本发明的有益效果：本发明以廉价硅铝酸盐材料为主要原料，以石墨烯为填料，制备了一种氧化石墨烯增强地聚合物，氧化石墨烯基面和边沿带有的羧基、羟基等含氧官能团能于与地聚合物中的Si-O、Al-O形成化学键合，增加氧化石墨烯与地聚合物之间界面粘结、改善微观结构，此外，比表面积大的二维纳米氧化石墨烯还能填充地聚合物体系的孔隙，并阻碍微观裂纹扩展的作用。硬化成型后的地聚合物产品的抗折以及抗压强度高、韧性好、耐酸碱性好、耐高温性好，有效地改善了现在地聚合物改性技术存在的问题，并且制备工艺简单，原料来源丰富、CO2排放量小，产品附加值高，具有良好的经济效益和环保效益。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下述实施例中，未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下述实施例中，采用的硅铝质原料为偏高岭土，其化学组成如下：SiO2：45.01％～49.56％、Al2O3：45.57％～54.99％，余量为Fe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2，但不限于此。
实施例1
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，75份碱激发剂，0.01份氧化石墨烯，0.02份分散剂(木质素磺酸钠)。
碱激发剂的制备方法：将15重量份的氢氧化钠与85重量份的模数为3.4的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
实施例2
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，85份碱激发剂，0.03份氧化石墨烯，0.06份分散剂(木质素磺酸钠)。
碱激发剂的制备方法：将15重量份的氢氧化钠与85重量份的模数为3.4的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
实施例3
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，70份碱激发剂，0.05份氧化石墨烯，0.10份分散剂(十二烷基磺酸钠)。
碱激发剂的制备方法：将15重量份的氢氧化钠与85重量份的模数为3.4的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
实施例4
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，70份碱激发剂，0.07份氧化石墨烯，0.10份分散剂(十二烷基磺酸钠)。
碱激发剂的制备方法：将15重量份的氢氧化钠与85重量份的模数为3.4的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
实施例5
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，80份碱激发剂，0.07份氧化石墨烯，0.10份分散剂(十二烷基磺酸钙)。
碱激发剂的制备方法：将15重量份的氢氧化钠与85重量份的模数为3.4的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
实施例6
一种氧化石墨烯增强地聚合物，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料(偏高岭土)，80份碱激发剂，0.07份氧化石墨烯，0.10份分散剂(十二烷基磺酸钙)。
碱激发剂的制备方法：将10重量份的氢氧化钠与90重量份的模数为3.1的水玻璃混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，即得。
上述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌15min后，再超声分散40min，得到悬浮液；
(2)往悬浮液中加入硅铝质原料，先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；
(3)将步骤(2)的浆体注入模具中成型，接着在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，然后继续在室温条件下养护28d，即得。
对比例
一种地聚合物的制备方法：将15份的氢氧化钠与85份模数为3.4的水玻璃溶液混合搅拌至氢氧化钠固体全部溶解，再静置24h后，得到碱激发剂；取75份碱激发剂与100份偏高岭土混合后先在35r/min的转速下搅拌3min，然后在200r/min的转速下搅拌3min，得到浆体；将浆体注入模具中成型，在20℃、相对湿度为95％的条件下养护24h，脱模，继续在室温条件下养护28d，即得。
分别测试实施例1-5和对比例的地聚合物在养护28d后的抗压强度、抗折强度，并测试在800℃煅烧后的抗压强度、抗折强度，结果如表1所示；用全自动压汞仪进行试样孔结构分析，对比样和实施例1的孔隙率和孔径分布如表2。
表1地聚合物的性能
由表1可得，本发明实施例制得的氧化石墨烯增强地聚合物的抗压强度、抗折强度，相比于对比例(空白组)明显提高，折压比也明显提高，尤其是800℃煅烧后，本发明实施例地聚合物的抗压和抗折强度达到纯地聚合物的2倍，说明氧化石墨烯增强地聚合物的性能明显优于纯地聚合物性能。
表2
由表2可以看出，本发明实施例的氧化石墨烯增强地聚合物的总孔隙率和有害孔占比大大小于对比例的地聚合物。
Claims (2)
1.一种氧化石墨烯增强地聚合物，其特征在于，由如下重量份的原料制备而成：100份硅铝质原料，50-85份碱激发剂，0.01-0.07份氧化石墨烯，0.02-0.20份分散剂；所述硅铝质原料选自偏高岭土、煤矸石、粉煤灰或矿渣中的任意一种或二种以上任意比例的混合物；所述碱激发剂的制备方法：将10-20重量份的氢氧化钠与80~100重量份的模数为2.6-3.6的水玻璃溶液混合搅拌，直至氢氧化钠全部溶解，静置24h后，得到碱激发剂；
所述氧化石墨烯增强地聚合物的制备方法包括如下步骤：
（1）往碱激发剂中加入氧化石墨烯和分散剂，机械搅拌10-20min后，再超声分散30-60min，得到悬浮液；
（2）往悬浮液中加入硅铝质原料，先在10-50r/min的转速下搅拌1-3min，然后在100-200r/min的转速下搅拌1-3min，得到浆体；
（3）将步骤（2）的浆体注入模具中成型，接着在20~70℃、相对湿度为90%~95%的条件下养护20~40h，脱模，然后继续在室温条件下养护3-28d，即得。
2.如权利要求1所述氧化石墨烯增强地聚合物，其特征在于，所述分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钙或聚羧酸盐的一种或两种以上任意比例的混合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010201147.2A CN111233384B (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010201147.2A CN111233384B (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111233384A CN111233384A (zh) | 2020-06-05 |
| CN111233384B true CN111233384B (zh) | 2021-02-26 |
Family
ID=70862411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010201147.2A Active CN111233384B (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111233384B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112979191B (zh) * | 2019-12-13 | 2022-05-20 | 湖北工业大学 | 一种碱激发胶凝材料及其制备方法 |
| CN111574136B (zh) * | 2020-06-30 | 2022-04-05 | 郑州大学 | 一种耐高温地聚合物砂浆及其制备方法 |
| CN111732401A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-02 | 青岛理工大学 | 一种滨海结构连接用防腐型混凝土灌浆料及其制备方法 |
| CN111960711B (zh) * | 2020-08-31 | 2021-03-19 | 黄勇 | 一种石墨烯复合矿山废渣生产绿色环保混凝土的方法 |
| CN112707693B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-04-19 | 西安建筑科技大学 | 一种免烧无机复合膜的制备方法 |
| CN116217189A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-06 | 浙江红狮水泥股份有限公司 | 一种氧化石墨烯改性的低泛碱低碳胶凝材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104529382B (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种利用氧化石墨烯原位还原制备的石墨烯/铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法 |
| US20180282214A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-04 | Schlumberger Technology Corporation | Compositions and Methods for Cementing Wells |
| CN107382255A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-11-24 | 重庆大学 | 石墨烯或氧化石墨烯增强碱矿渣水泥复合材料及其制备方法 |
| CN110255932B (zh) * | 2019-07-03 | 2020-09-11 | 安徽工业大学 | 一种碱激发固废型耐高温、高剪切力无机胶及其制备方法 |
| CN110330242B (zh) * | 2019-07-05 | 2021-07-23 | 安徽工业大学 | 一种复合碱激发固废型高性能无机胶及其制备方法 |
| CN110683775B (zh) * | 2019-10-30 | 2021-06-25 | 安徽工业大学 | 一种固废利用型阻燃-高剪切力一体化无机胶及其制备方法 |
-
2020
- 2020-03-20 CN CN202010201147.2A patent/CN111233384B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111233384A (zh) | 2020-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111233384B (zh) | 一种氧化石墨烯增强地聚合物及制备方法 | |
| CN111253119B (zh) | 一种氧化石墨烯-硅烷偶联剂-地聚合物复合材料及制备方法 | |
| CN110156386B (zh) | 一种苯丙乳液增韧地聚合物及其制备方法 | |
| CN111362627A (zh) | 一种改性碳纳米管-硅烷偶联剂-地聚合物基复合材料及制备方法 | |
| CN111606612B (zh) | 碱激发胶凝材料及其使用方法 | |
| CN111423164A (zh) | 一种晶须增韧增强地聚合物及制备方法 | |
| CN113105170B (zh) | 一种掺加红麻韧皮纤维作物秸秆的3d打印碱激发地聚物复合材料及其制备方法 | |
| CN114292073B (zh) | 一种可3d打印风积沙抗冻混凝土及其制备方法和使用方法 | |
| CN111302717A (zh) | 一种晶须-硅烷偶联剂-地聚合物基复合材料及制备方法 | |
| CN112062515B (zh) | 一种利用碳化硅制备的高强地聚合物闭孔发泡材料及其制备方法 | |
| CN116496052B (zh) | 一种含细骨料的超高性能混凝土配置方法 | |
| CN114804740A (zh) | 一种混杂纤维和纳米材料增强地聚合物混凝土的制备方法 | |
| CN112390578A (zh) | Cnf增强钢渣基地质聚合物胶凝材料、成型体及其制备和应用 | |
| CN111362628A (zh) | 一种改性碳纳米管增强增韧地聚合物及制备方法 | |
| CN110204265A (zh) | 一种聚乙烯醇增韧地聚合物及其制备方法 | |
| CN116789377B (zh) | 一种早强抗裂混凝土掺料及其制备方法 | |
| CN113716908B (zh) | 一种改性硫酸钙晶须增强的地聚合物与其制备方法 | |
| CN112250467B (zh) | 一种海泡石加气混凝土砌块及其制备工艺 | |
| CN114349432A (zh) | 一种混杂纤维增强自密实高强混凝土及其制备方法 | |
| Xu et al. | Enhancing the mechanical and durability properties of fly ash-based geopolymer mortar modified by polyvinyl alcohol fibers and styrene butadiene rubber latex | |
| CN112551936A (zh) | 一种混凝土掺合料的制备方法 | |
| CN115974499B (zh) | 一种3d打印的砂浆材料及其制备方法、砂浆的3d打印方法 | |
| US11932578B1 (en) | Granite stone powder phosphoric acid-based geopolymer and preparation method thereof | |
| LU504510B1 (en) | Machine-made sand geopolymer alkali activator concrete | |
| CN114907050B (zh) | 一种矿物掺合料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231215 Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: 224051 middle road of hope Avenue, Yancheng City, Jiangsu Province, No. 1 Patentee before: YANCHENG INSTITUTE OF TECHNOLOGY |