CN114149194A - 一种专用于a型石膏的促凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种专用于a型石膏的促凝剂及其制备方法，由以下重量份的原料制成：硫酸钾280～320份、无水石膏90～110份、聚羧酸减水剂90～110份。本发明在使用a型石膏建材产品中，按不同比列掺入促凝剂，用相同的用水量，缩短初终凝时间，在不改变原粉的用水量，使初终凝时间提前8～9min左右，且施工简单，提高强度，节约施工成本，提高产品质量，解决了在施工过程中“等”的难题。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料生产加工技术领域，尤其涉及一种专用于a型石膏的促凝剂及其制备方法。
背景技术
为了缩短制备a型石膏时的凝结时间，提高生产效率，一般生产线上会添加促凝剂。但石膏自身的凝结时间往往达不到需求，工厂需添加促凝剂来使石膏尽快凝结以达到生产需求。目前，可供工厂选择的促凝剂有多种，如硫酸钾、球磨的废板或者边角料，这些促凝剂虽有一定的促凝效果，但也存在一定缺点。如硫酸钾掺量过多，会引入大量的钾离子，影响促凝剂的稳定性，进而导致石膏板的强度低、粘接性能差；而废板或边角料中包含许多纸屑，会影响球磨机的粉碎效果，进而打乱石膏板生产的稳定性，甚至会降低石膏板的抗压强度。
此外促凝剂促凝效果的好坏取决于很多因素，例如储存条件、干湿度的变化、掺量的多少等。目前，也有关于促凝剂的相关文献公开，例如：
1、专利申请CN202110622765.9，公开了一种石膏板生产用促凝剂的制备方法，包括如下步骤：对石膏板锯边废料进行预处理以筛除石膏板锯边废料中的废弃护面纸和过烧的锯边废料，获得石膏干板；在预设条件下对石膏干板进行粉磨以获得生石膏细粉；在生石膏细粉颗粒的外部均匀包覆一层缓释层以获得改性生石膏细粉；该方法利用石膏板锯边废料作为促凝剂制备的原料，并将其中影响促凝剂效果的废弃护面纸和端头锯边废料去除，磨细的生石膏粉可以作为晶核促进晶体向长度方向生长；同时在生石膏细粉颗粒的外部均匀包裹一层缓释层，可避免生石膏粉产生团聚，同时在水化过程中可使促凝剂具有缓释的性能，使石膏料浆在初期不至于水化过快，给搅拌及成型提供充足的时间。
2、专利申请CN201910344412.X，公开了一种石膏板促凝剂的制备方法，所述促凝剂的原料为生产石膏板时所产生的废料，将所述废料送入冲击式磨机粉碎后制得所述石膏板促凝剂。该方法还公开了利用所述的石膏板促凝剂的制备方法制备的石膏板促凝剂在石膏板中的用途。采用该方法提供的石膏板促凝剂的制备方法，其使用废料作为促凝剂的原料，实现了废料的循环利用，不仅节约成本，为工厂带来效益，还符合绿色环保的要求；利用冲击式磨机制备的石膏板促凝剂的容重以及粒径分布更小，比表面积更大，使得促凝剂具有更好的促凝效果，以满足生产需要。
3、专利申请CN201910344347.0，公开了一种熟石膏促凝剂及其制备方法。所述熟石膏促凝剂为经过烘干球磨后得到的生石膏，所述生石膏中附着水含量为 0，且结晶水含量大于17wt.％，石膏品位在80％以上(石膏品位＝结晶水％× 4.78)，并且其比表面积为2000～5000cm2/g。所述熟石膏促凝剂的制备方法为将生石膏烘干后球磨。该方法提供的熟石膏促凝剂，解决了采用低温烘干石膏耗时长，高温烘干不易控制的缺点，同时结晶水的控制保证了促凝剂的有效成分，解决了现有技术中以硫酸钾、废板或切边废料作为促凝剂，会影响促凝稳定性以及板材强度和粘结性的问题。
4、专利申请CN201810445819.7，公开一种制备生石膏促凝剂的方法，所述方法包括下述步骤：对生石膏原料进行预粉磨；通过螺旋输送机向预粉磨后的生石膏原料中加入糖精，将所述生石膏原料和所述糖精混合均匀。该方法还提供了通过上述方法制备得到的生石膏促凝剂和包括该生石膏促凝剂的纸面石膏板。采用本申请的方法制备的生石膏促凝剂具有较高的比表面积，促凝效果较好，还能提高石膏在切刀处的水化率和石膏板产品的强度。
但是，在使用a型石膏建材产品中，强度虽然能达到施工要求，但初终凝时间在16-24min左右，时间较长，施工上多半时间都浪费在“等”上面。市场上绝大多数促凝剂能达到促凝效果，但会降低产品强度，目前国内对a型石膏促凝剂的研究尚浅，对于制备a型石膏促凝剂的方法及配方较少。因此本发明研制了一种专用于a型石膏，缩短了施工过程中的时间，提高产品强度。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种专用于a型石膏的促凝剂及其制备方法。本发明在使用a型石膏建材产品中，按不同比列掺入促凝剂，用相同的用水量，缩短初终凝时间，在不改变原粉的用水量，使初终凝时间提前8～9min 左右，且施工简单，提高强度，节约施工成本，提高产品质量，解决了在施工过程中“等”的难题。
为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾280～320 份、无水石膏90～110份、聚羧酸减水剂90～110份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为3000～4000cm2/g。
进一步地，所述无水石膏附着水含量为15wt.％～20wt.％。
进一步地，所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
进一步地，所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为200～300r/min下充分搅拌8～12min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
进一步地，在步骤(1)，所述烘干的温度为50～55℃，时间为85～95min。
进一步地，在步骤(1)，所述行星球磨机球磨的频率为400Hz～430Hz，时间为25min～28min，温度为40～50℃。
进一步地，在步骤(2)，所述干燥的温度为60～65℃，时间为55～65min。
进一步地，在步骤(2)，所述高能球磨的方法为：先球磨1.0～1.5min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为35～45min。
进一步地，在步骤(2)，所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1500～2000r/min。
本发明使用方法：按照重量分数称取a型石膏原粉的用水量，促凝剂按1‰的比例掺入a型石膏原粉中，利用高速强制搅拌机进行90s-120s时间的搅拌，将找好的用水量倒入混合样中，进行均匀搅拌，倒模，即可。
通过检测初终凝时间、2h的抗折、抗压强度，可以得到本申请制得促凝剂的使用效果。
由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明采用不改变a型石膏原粉的用水量，缩短凝结时间，提高强度。
(2)本发明在使用a型石膏建材产品中，按不同比列掺入促凝剂，用相同的用水量，缩短初终凝时间，提高强度，节约施工成本，提高产品质量，解决了在施工过程中“等”的难题。
(3)本申请在不改变原粉的用水量，使初终凝时间提前8～9min左右，且施工简单，成本低。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾280份、无水石膏90份、聚羧酸减水剂90份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为3000cm2/g；所述无水石膏附着水含量为15wt.％；所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
所述烘干的温度为50℃，时间为85min；所述行星球磨机球磨的频率为 400Hz，时间为25min，温度为40℃；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
所述干燥的温度为60℃，时间为55min所述高能球磨的方法为：先球磨 1.0min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为35min；所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1500r/min；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为200r/min 下充分搅拌8min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
实施例2
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾320份、无水石膏110份、聚羧酸减水剂110份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为4000cm2/g；所述无水石膏附着水含量为20wt.％；所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
所述烘干的温度为55℃，时间为95min；所述行星球磨机球磨的频率为 430Hz，时间为28min，温度为50℃；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
所述干燥的温度为65℃，时间为65min所述高能球磨的方法为：先球磨 1.5min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为45min；所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为2000r/min；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为300r/min 下充分搅拌12min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
实施例3
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾290份、无水石膏905份、聚羧酸减水剂95份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为3200cm2/g；所述无水石膏附着水含量为16wt.％；所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
所述烘干的温度为51℃，时间为88min；所述行星球磨机球磨的频率为 410Hz，时间为26min，温度为41℃；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
所述干燥的温度为61℃，时间为57min所述高能球磨的方法为：先球磨 1.1min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为37min；所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1600r/min；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为220r/min 下充分搅拌9min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
实施例4
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾310份、无水石膏105份、聚羧酸减水剂105份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为3800cm2/g；所述无水石膏附着水含量为19wt.％；所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
所述烘干的温度为54℃，时间为93min；所述行星球磨机球磨的频率为 420Hz，时间为27min，温度为48℃；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
所述干燥的温度为64℃，时间为63min所述高能球磨的方法为：先球磨 1.4min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为43min；所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1900r/min；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为280r/min 下充分搅拌11min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
实施例5
一种专用于a型石膏的促凝剂，由以下重量份的原料制成：硫酸钾300份、无水石膏100份、聚羧酸减水剂100份。
进一步地，所述无水石膏的比表面积为3500cm2/g；所述无水石膏附着水含量为17wt.％；所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
所述烘干的温度为53℃，时间为90min；所述行星球磨机球磨的频率为 415Hz，时间为27min，温度为45℃；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
所述干燥的温度为63℃，时间为60min所述高能球磨的方法为：先球磨 1.3min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为40min；所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1800r/min；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤 (2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为250r/min 下充分搅拌10min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
对比例1
按照专利申请CN202110622765.9(一种石膏板生产用促凝剂的制备方法) 中的实施例进行促凝剂的制备。
对比例2
按照专利申请CN201910344412.X(一种石膏板促凝剂的制备方法)中的实施例进行促凝剂的制备。
对比例3
按照专利申请CN201910344347.0(一种熟石膏促凝剂及其制备方法)中的实施例进行促凝剂的制备。
对比例4
按照专利申请CN201810445819.7(一种制备生石膏促凝剂的方法)中的实施例进行促凝剂的制备。
为了进一步说明本发明能够达到所述技术效果，做以下实验：
采用实施例1～5和对比例1～4的方法进行石膏促凝剂的制备，发现对比例 1～4制得的促凝剂凝结缓慢，凝结时间久，且凝结后板材强度低，但是本申请实施例1～5制得的石膏促凝剂并没有发现以上问题，且初终凝时间提前8～9min 左右，节约施工成本，提高产品质量，解决了在施工过程中“等”的难题。
综上所述，本发明在使用a型石膏建材产品中，按不同比列掺入促凝剂，用相同的用水量，缩短初终凝时间，在不改变原粉的用水量，使初终凝时间提前8～ 9min左右，且施工简单，提高强度，节约施工成本，提高产品质量，解决了在施工过程中“等”的难题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种专用于a型石膏的促凝剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：硫酸钾280～320份、无水石膏90～110份、聚羧酸减水剂90～110份。
2.根据权利要求1所述的一种专用于a型石膏的促凝剂，其特征在于：所述无水石膏的比表面积为3000～4000cm2/g。
3.根据权利要求1所述的一种专用于a型石膏的促凝剂，其特征在于：所述无水石膏附着水含量为15wt.％～20wt.％。
4.根据权利要求1所述的一种专用于a型石膏的促凝剂，其特征在于：所述聚羧酸减水剂是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚减水剂。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取硫酸钾并烘干，然后使用行星球磨机进行球磨，得到硫酸钾细粉；
(2)按重量份数称取无水石膏并干燥，然后送入高能球磨机中进行高能球磨，得到无水石膏细粉；
(3)按重量份数称取聚羧酸减水剂，然后与步骤(1)的硫酸钾细粉和步骤(2)的无水石膏细粉一起送入混料机中，打开混料机搅拌器在转速为200～300r/min下充分搅拌8～12min，使各物料搅拌均匀，得所述专用于a型石膏的促凝剂。
6.根据权利要求5所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)，所述烘干的温度为50～55℃，时间为85～95min。
7.根据权利要求5所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于：在步骤(1)，所述行星球磨机球磨的频率为400Hz～430Hz，时间为25min～28min，温度为40～50℃。
8.根据权利要求5所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)，所述干燥的温度为60～65℃，时间为55～65min。
9.根据权利要求5所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)，所述高能球磨的方法为：先球磨1.0～1.5min，然后停止运行，让高能球磨机冷却10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共高能球磨运行的时间为35～45min。
10.根据权利要求5所述的一种专用于a型石膏的促凝剂的制备方法，其特征在于：在步骤(2)，所述高能球磨机为高能球磨杯，高能球磨的转速为1500～2000r/min。
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