CN112500019A - 一种不吸潮的高效石膏缓凝剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石膏建材技术领域，具体涉及一种不吸潮的高效石膏缓凝剂及其制备方法和应用。该高效石膏缓凝剂由聚天冬氨酸钙与氢氧化钡、碳酸钡在上述比例下复配而成，所得产品在较小的添加量下既能达到良好的缓凝效果，且不易吸潮，在使用过程中更便于操作。其制备方法通过聚天冬氨酸钙与氢氧化钡和碳酸钡进行特定时间的混合研磨，得到的产品不易吸潮，且具有高效的缓凝作用，即使用于磷石膏也能够在相对较小的添加量下达到良好的缓凝效果，可用作磷石膏缓凝剂。

Description

一种不吸潮的高效石膏缓凝剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于石膏建材技术领域，具体涉及一种不吸潮的高效石膏缓凝剂及其制备方法和应用。
背景技术
石膏建材具有材质轻、变形小、尺寸稳定、干燥时不易开裂等优点，广泛应用于抹灰砂浆、装饰板、腻子、砌块的生产，具有广阔的市场空间。
但石膏遇水会快速凝结硬化，工作时间短则几分钟，长则十几分钟，极大限制了石膏的应用。目前，在施工过程中一般需要加入石膏缓凝剂来延迟石膏基材料的可操作时间。市场上常用的石膏缓凝剂主要为有机酸(柠檬酸、酒石酸等)及其可溶性盐类，碱性磷酸盐类，水解蛋白类。有机酸及其可溶性盐类价格低廉、相对添加量较小，但会导致石膏制品强度明显下降；碱性磷酸盐类也无法避免强度损失的问题；水解蛋白类虽然对石膏的强度影响较小，但是添加量大，间接增加了石膏制品的成本，且存在吸潮问题，存储和使用过程会产生诸多不便。并且，以水解蛋白类大分子化合物作为石膏缓凝剂时其缓凝效果受石膏来源的影响较大，在脱硫石膏中大多应用性能尚可，但在磷石膏中则缓凝效果却往往很差，限制了水解蛋白类大分子化合物作为石膏缓凝剂的应用范围。
发明内容
针对目前水解蛋白类石膏缓凝剂添加量大、易吸潮、在磷石膏中的缓凝效果差的技术问题，本发明提供一种不吸潮的高效石膏缓凝剂及其制备方法和应用。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，包括质量比为(80～90):(5～10):(5～10)的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡。
本发明通过试验发现，将聚天冬氨酸钙与氢氧化钡、碳酸钡在上述比例下复配制成的石膏缓凝剂在较小的添加量下既能达到良好的缓凝效果，且不易吸潮，在使用过程中更便于操作。
优选地，所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡的质量比为(82～88):(6～8):(6～8)。
优选地，所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡的质量比为85:7.5:7.5。
第二方面，本发明实施例提供上述不吸潮的高效石膏缓凝剂的制备方法，包括以下操作：按配比称取所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡，混合研磨30～60min，得到所述不吸潮的高效石膏缓凝剂。
该制备方法通过聚天冬氨酸钙与氢氧化钡和碳酸钡进行特定时间的混合研磨，得到的产品不易吸潮，且具有高效的缓凝作用。推测其机理为：特定时间的混合研磨使氢氧化钡和碳酸钡均匀分散于聚天冬氨酸钙分子之间，一方面阻碍聚天冬氨酸钙抱团而防止其吸潮，另一方面，氢氧化钡和碳酸钡强化了聚天冬氨酸钙对石膏浆体结晶结构网形成过程的干扰，因此使制得的产品在相对较低的用量下即可达到良好的缓凝效果。
优选地，所述聚天冬氨酸钙的粒径为0.15～0.20mm。
优选地，所述氢氧化钡的粒径为0.09～0.12mm；
所述碳酸钡的粒径为0.09～0.12mm。
以上粒径的氢氧化钡和碳酸钡能够使所得产品更不易吸潮且具有更好的缓凝作用。
第三方面，本发明实施例还提供上述不吸潮的高效石膏缓凝剂作为磷石膏缓凝剂的应用，将所述不吸潮的高效石膏缓凝剂加入石膏中，加入量为石膏总重量的0.01～0.20％。相对于现有技术，本发明提供的高效石膏缓凝剂在磷石膏中只需采用0.01～0.20％的添加量即可发挥良好的缓凝效果，故可用作磷石膏缓凝剂。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供了一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，由质量比为85:7.5:7.5的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨45min，即得。
实施例2
本实施例提供了一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，由质量比为88:6:6的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨40min，即得。
实施例3
本实施例提供了一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，由质量比为82:8:8的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨50min，即得。
实施例4
本实施例提供了一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，由质量比为90:5:5的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨30min，即得。
实施例5
本实施例提供了一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，由质量比为80:10:10的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨60min，即得。
实施例6
本实施例提供了上述实施例1～5中所得不吸潮的高效石膏缓凝剂在磷石膏缓凝中的应用。
将由实施例1～5制得的不吸潮的高效石膏缓凝剂加入到磷石膏中，加入量(以干物质计)为石膏总重量的0.01％、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％。在同一批次的石膏(标准稠度用水量为60％)下分别考察所得磷石膏的初凝时间，初凝与终凝的时间差，以及所得磷石膏的强度性能。以未加石膏缓凝剂的磷石膏作为空白对照。结果见表1～5。
表1缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.01％)
Figure BDA0002818735040000041
表2缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.05％)
Figure BDA0002818735040000042
Figure BDA0002818735040000051
表3缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.10％)
Figure BDA0002818735040000052
表4缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.15％)
Figure BDA0002818735040000053
表5缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.20％)
Figure BDA0002818735040000054
对比例1
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为85:15的聚天冬氨酸钙和氢氧化钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙和粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡，混合研磨45min，即得。
对比例2
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为85:15的聚天冬氨酸钙和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨45min，即得。
对比例3
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为85:7.5:7.5的聚天冬氨酸钙、氢氧化钙和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钙和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨45min，即得。
对比例4
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为85:7.5:7.5的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钙制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钙，混合研磨45min，即得。
对比例5
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为76:12:12的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨45min，即得。
对比例6
本对比例提供了一种石膏缓凝剂，由质量比为92:4:4的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡制备而成。其制备方法为：
按配比称取粒径为0.15～0.20mm的聚天冬氨酸钙，粒径为0.09～0.12mm的氢氧化钡和粒径为0.09～0.12mm碳酸钡，混合研磨45min，即得。
对比例7
本对比例提供了上述对比例1～6中所得石膏缓凝剂的吸潮性以及单独使用聚天冬氨酸钙在磷石膏缓凝中的应用。
将由对比例1～6中所得石膏缓凝剂以及单独使用的聚天冬氨酸钙分别加入到磷石膏中，加入量(以干物质计)为石膏总重量的0.01％、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％。在同一批次的石膏(标准稠度用水量为60％)下分别考察所得磷石膏的初凝时间，初凝与终凝的时间差，以及所得磷石膏的强度性能。以未加石膏缓凝剂的磷石膏作为空白对照。结果见表6～10。
表6缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.01％)
Figure BDA0002818735040000071
表7缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.05％)
Figure BDA0002818735040000072
Figure BDA0002818735040000081
表8缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.10％)
Figure BDA0002818735040000082
表9缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.15％)
Figure BDA0002818735040000083
表10缓凝效果和石膏强度性能(石膏缓凝剂加入量为0.20％)
Figure BDA0002818735040000084
Figure BDA0002818735040000091
由表6～10可见，当去掉或更换氢氧化钡或硫酸钡，改变物料比例，改变混合研磨时间，或单独使用聚天冬氨酸钙，所得石膏缓凝剂对于磷石膏的缓凝效果有明显下降。
试验例
本试验例多实施例1～5和对比例1～6制备得到的产品以及聚天冬氨酸钙进行了吸潮性能考察：
称取10g左右的待测样品到称量容器内，精确到0.0001g，放置在50℃±1℃，50％±2％相对湿度的恒温恒湿箱中，连续放置7天，记录重量，计算增重量。结果如表11所示。
表11吸潮性能考察
Figure BDA0002818735040000092
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种不吸潮的高效石膏缓凝剂，其特征在于，包括质量比为(80～90):(5～10):(5～10)的聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡。
2.根据权利要求1所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡的质量比为(82～88):(6～8):(6～8)。
3.根据权利要求1所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡的质量比为85:7.5:7.5。
4.权利要求1～3任一项所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作：按配比称取所述聚天冬氨酸钙、氢氧化钡和碳酸钡，混合研磨30～60min，得到所述不吸潮的高效石膏缓凝剂。
5.根据权利要求4所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述聚天冬氨酸钙的粒径为0.15～0.20mm。
6.根据权利要求5所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钡的粒径为0.09～0.12mm。
7.根据权利要求5所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述碳酸钡的粒径为0.09～0.12mm。
8.权利要求1～3任一项所述的不吸潮的高效石膏缓凝剂作为磷石膏缓凝剂的应用，其特征在于，将所述不吸潮的高效石膏缓凝剂加入石膏中，加入量为石膏总重量的0.01～0.20％。
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