CN111285979A - 一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，包括以下组分，各组分以及各组分的质量份为：羧酸单体500～700份、金属单体20～50份、长链单体50～100份、羟基单体100～200份，纯化水40～80份、分子量控制剂1～4份、引发剂0.5～1.5份、缓释粉体300～500份；所述金属单体为乙烯基三氟硼酸钾、乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基锂、4‑乙烯基苯磺酸钙中的一种或两种以上的混合物。所述综合型分散剂粉体均匀，使用方便简单，且在常温环境下保存24个月不会失效，对于矾土及高硅体系耐火浇注料有良好的分散作用，能够根据外界的施工环境来调节施工时间的长短。
Description
技术领域
本发明属于高分子合成技术领域，涉及一种分散剂，具体涉及一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂。
背景技术
无机材料在水溶液中的分散一直都是涂料、建筑等行业的重大问题，现在已有的分散剂存在许多重大的弊端，耐火材料尤为甚之。耐火材料是一种利用于高温环境中的陶瓷材料，现阶段耐火材料用分散剂存在有添加量过大、对体系有选择性、对于部分无机材料会出现失效等问题。现阶段工业上大多数还是使用一些三聚磷酸钠之类的老式无机材料做分散，此类耐火材料用分散剂不具备调节耐火材料施工时间的功能。在耐火材料施工过程中，受外界的温度影响较大，在夏天高温环境下耐火材料载短时间内就会凝结，因此导致施工时间较短，影响施工完成度。在冬天低温环境下，耐火材料的凝结又过长，导致影响施工效率。因此研发一款新型的用于耐火材料中可调节施工时间的有机高分子分散剂正成为社会的重要需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂及其制备方法，所述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂粉体均匀，使用方便简单，且在常温环境下保存24个月不会失效，对于矾土及高硅体系耐火浇注料有良好的分散作用，能够根据外界的施工环境来调节施工时间的长短。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其原料包括以下组分，各组分以及各组分的质量份分别为：羧酸单体500～700份、金属单体20～50份、长链单体50～100份、羟基单体100～200份，纯化水40～80份、分子量控制剂1～4份、引发剂0.5～1.5份、缓释粉体300～500份；所述金属单体为乙烯基三氟硼酸钾、乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基锂、4-乙烯基苯磺酸钙中的一种或两种以上的混合物；所述的缓释粉体为比表面积100～300m2/g的气相氧化铝；所述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂为粉体形态，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。
所述的羧酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、富马来酸中的一种或两种以上的混合物。
所述的长链单体为分子量为8000～15000的异戊烯醇聚氧乙烯醚、分子量为6300～15000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚按比例4:1的混合物。
所述羟基单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种。
所述的分子量控制剂为丙烯酸-1，3-磺酸内酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种以上的混合物。
所述的引发剂为过硫酸钾与偶氮二异丁腈的混合物，混合质量比为2:1～4:1。
本发明还提供了上述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂的制备方法，包括以下步骤：按比例称取各原料，先将羧酸单体、纯化水、长链单体加入反应釜并升温至70℃，当温度到达后开启搅拌，搅拌速率为25～35rpm，保持15～35min后，加入金属单体、羟基单体、引发剂及分子量控制剂保持搅拌15min升温至90℃，保温5h，最后倒入造粒机并缓慢加入缓释粉体，缓释粉体全部加入后保持10～20min出料即可得到上述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂。
本发明中采用特殊的合成工艺及制粉工艺制备而成的粉体分散剂，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。本发明利用碱金属的螯合作用来控制水泥形成氢氧化钙的量及沉淀从而提高/减少凝固时间，同时利用羟基及水解酯降低材料的水化速度，当两者达到一个平衡时候就可以得到相应的凝固时间。可以选择不同的金属单体来实现调整分散剂的不同凝固时间。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
以下实施例中，所述的长链单体为分子量为8000～15000的异戊烯醇聚氧乙烯醚、分子量为6300～15000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚按比例4:1的混合物。所述的引发剂为过硫酸钾与偶氮二异丁腈的混合物，混合质量比为2:1～4:1。
实施例1
本实施例原料中所用羧酸单体(甲基丙烯酸)700份、乙烯基三氟硼酸钾15份、4-乙烯基苯磺酸钙5份、长链单体50份、甲基丙烯酸羟乙酯100份、纯化水60份、丙烯酸-1，3-磺酸内酯3.5份、引发剂1.5份、缓释粉体500份。
本实施例中的制备方法如下：将羧酸单体、纯化水、长链单体加入反应釜并升温至70℃，当温度到达后开启搅拌，搅拌速率设定为25rpm，保持35min后，加入金属单体、羟基单体、引发剂及分子量控制剂保持搅拌15min升温至90℃保温5h，然后倒入造粒机并缓慢加入缓释粉体。缓释粉体全部加入后保持10～20min出料即可。即得到粉体形态的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂进行检测，检测结果如表1所示。
表1
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂与传统的三聚磷酸铵分散剂添加至高纯浇筑耐火填料中进行性能对比，结果如表2所示，从表2中可以看出本实施例所制得的综合型分散剂具有高流动性，同时在夏季外界高温的环境下能够延长浇筑填料的凝结时间，能够起到明显的缓凝作用。
表2
实施例2
本实施例原料中所用组分及重量配比为：羧酸单体(甲基丙烯酸+丙烯酸)500份、乙烯基硼酸频哪醇酯50份、长链单体100份、丙烯酸羟乙酯200份、纯化水60份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2份、引发剂1.5份、缓释粉体300份。
本实施例中的制备方法如下：将羧酸单体、纯化水、长链单体加入反应釜并升温至70℃，当温度到达后开启搅拌，搅拌速率设定为25rpm，保持15min后，加入金属单体、羟基单体、引发剂及分子量控制剂保持搅拌15min升温至90℃保温5h，然后倒入造粒机并缓慢加入缓释粉体。缓释粉体全部加入后保持10～20min出料即可即得到粉体形态的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂进行检测，检测结果如表3所示。
表3
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂与传统的三聚磷酸铵分散剂添加至高纯浇筑耐火填料中进行性能对比，结果如表4所示，从表4中可以看出本实施例所制得的综合型分散剂具有高流动性，同时在冬季外界低温的环境下能够明显起到很好的促凝作用，能较短时间内进行脱模和起强度作用。
表4
实施例3
本实施例原料中各组分及重量配比为：羧酸单体(马来酸酐+富马来酸)550份、乙烯基硼酸频哪醇酯28份、乙烯基锂2份、长链单体100份、甲基丙烯酸羟丙酯150份、纯化水60份、分子量控制剂(巯基乙酸+巯基丙酸)2份、引发剂1.5份、缓释粉体400份。
本实施例中的制备方法如下：将羧酸单体、纯化水、长链单体加入反应釜并升温至70℃，当温度到达后开启搅拌，搅拌速率设定为25rpm，保持35min后，加入金属单体、羟基单体、引发剂及分子量控制剂保持搅拌15min升温至90℃保温5h，然后倒入造粒机并缓慢加入缓释粉体。缓释粉体全部加入后保持10～20min出料即可。即得到粉体形态的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂进行检测，检测结果如表5所示。
表5
将本实施例所得用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂与传统的三聚磷酸铵分散剂添加至高纯浇筑耐火填料中进行性能对比，结果如表6所示，从表6中可以看出本实施例所制得的综合型分散剂具有高流动性，在通用室温下使用可以明显起到较好的施工时间以及较高的脱模强度的作用。
表6
Claims (7)
1.一种用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于其原料包括以下组分，各组分以及各组分的质量份分别为：羧酸单体500～700份、金属单体20～50份、长链单体50～100份、羟基单体100～200份，纯化水40～80份、分子量控制剂1～4份、引发剂0.5～1.5份、缓释粉体300～500份；所述金属单体为乙烯基三氟硼酸钾、乙烯基硼酸频哪醇酯、乙烯基锂、4-乙烯基苯磺酸钙中的一种或两种以上的混合物；所述的缓释粉体为比表面积100～300m2/g的气相氧化铝；所述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂为粉体形态，其微观形态为均匀球体颗粒，气相氧化铝颗粒被包裹于球体颗粒的内部。
2.根据权利要求1所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于：所述的羧酸单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐、富马来酸中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于：所述的长链单体为分子量为8000～15000的异戊烯醇聚氧乙烯醚、分子量为6300～15000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚按比例4:1的混合物。
4.根据权利要求1所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于：所述羟基单体为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于：所述的分子量控制剂为丙烯酸-1，3-磺酸内酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸钾与偶氮二异丁腈的混合物，混合质量比为2:1～4:1。
7.权利要求1～6任一所述的用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按比例称取各原料，先将羧酸单体、纯化水、长链单体加入反应釜并升温至70℃，当温度到达后开启搅拌，搅拌速率为25～35rpm，保持15～35min后，加入金属单体、羟基单体、引发剂及分子量控制剂保持搅拌15min升温至90℃，保温5h，最后倒入造粒机并缓慢加入缓释粉体，缓释粉体全部加入后保持10～20min出料即可得到上述用于耐火材料中可调节施工时间的综合型分散剂。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114349911A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-04-15 | 武汉科技大学 | 一种基于羧酸单体的硅微粉分散剂 |
| CN114874380A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-09 | 横店集团得邦工程塑料有限公司 | 一种超分散剂的制备方法及其在二氧化钛母粒中的应用 |
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2020
- 2020-03-14 CN CN202010178288.7A patent/CN111285979A/zh active Pending
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