一種發(fā)泡用改性硫氧鎂水泥及其發(fā)泡材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水泥領(lǐng)域，具體講，涉及一種改性硫氧鎂水泥及采用該硫氧鎂水泥制備得到的硫氧鎂發(fā)泡材料。改性硫氧鎂水泥的原料包括：硫酸鎂100重量份，氧化鎂50～200重量份、填料0～500重量份，水30～350重量份；其原料中可以添加外加劑。本發(fā)明還涉及一種采用該硫氧鎂水泥制備得到的發(fā)泡材料。本發(fā)明的外加劑的添加抑制了水泥中氫氧化鎂的生成，從而有效提高了硫氧鎂水泥的機械性能和耐水性能，同時具有耐溫，不開裂的特點。
【專利說明】
一種發(fā)泡用改性硫氧鏌水泥及其發(fā)泡材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及水泥領(lǐng)域，具體講，涉及一種改性硫氧鎂水泥及采用該硫氧鎂水泥制 備得到的硫氧鎂發(fā)泡材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 節(jié)能和環(huán)保是人類社會發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步活動中兩個永恒的主題，鈣質(zhì)水泥均采用 "兩磨一燒"工藝，耗能大，鎂水泥是由MgO粉末和MgCl 2或MgSO4水溶液混合形成的，只有MgO 粉末是由MgCO3或Mg(OH)2鍛燒后制得的，另兩種鎂鹽溶液或來自工業(yè)副產(chǎn)物或來自工業(yè)廢 料，因而其能耗和資源消耗低。與硅酸鹽水泥相比，制造鎂質(zhì)堿式鹽水泥的能耗低許多：
[0003] 1、鍛燒能耗低，硅酸鹽水泥熟料需在1450 °C下燒成，而鎂質(zhì)堿式鹽水泥的主要原 料--MgO粉末只需將MgCO3在900 °C左右鍛燒即可；
[0004] 2、粉磨能耗低，硅酸鹽水泥生產(chǎn)中10%的能源是較貴的電能，用于生料磨細(xì)和水 泥粉磨一兩次粉磨，而且生料和熟料均不易磨細(xì)。但鎂質(zhì)堿式鹽水泥中的MgO粉末是由 MgCO3分解后再進(jìn)行粉磨，很易磨細(xì)，而且只需粉磨一次；
[0005] 3、不需要其它耗能的工藝步驟，而且主要原料氯化鎂或硫酸鎂又是工業(yè)副產(chǎn)物。
[0006] 硫氧鎂水泥是一種由硫酸鎂溶液拌合輕燒氧化鎂粉制備成的無機膠凝材料。硫氧 鎂水泥與氯氧鎂水泥都可以稱為鎂水泥，具有質(zhì)量輕、防火、凝結(jié)塊、隔聲、隔熱等特點。和 氯氧鎂水泥相比，硫氧鎂水泥的抗溫性能好，對鋼筋腐蝕性小。未改性的硫氧鎂水泥強度遠(yuǎn) 低于氯氧鎂水泥，因此限制其推廣應(yīng)用。常溫下未改性的硫氧鎂水泥中主要的強度相為一 種堿式硫酸鎂(3Mg(0H) 2 · MgSO4 · 8H20,3 · 1 · 8相），加拿大學(xué)者尤奧認(rèn)為硫氧鎂水泥強度 低的原因在于3 · 1 · 8相含量低，有大量氫氧化鎂的產(chǎn)生。通常所制備的硫氧鎂水泥會出現(xiàn) 開裂、抗水性差等現(xiàn)象，為了改善硫氧鎂水泥的性質(zhì)，需在硫氧鎂水泥中加入外加劑以改善 其機械性能。發(fā)明專利200510048574.7提出一種硫檸鎂水泥的制備，即在硫氧鎂水泥中加 入檸檬酸可以改善硫氧鎂水泥的機械強度。中南大學(xué)鄧德華教授在其博士論文中使用外加 劑J改善硫氧儀水泥的性質(zhì)，其機械性能也有大幅度提尚。
[0007] 為了很好地了解硫氧鎂水泥的優(yōu)良性能與缺陷及其原因，國內(nèi)外一些企業(yè)和有關(guān) 政府部門投入了大量的資金，吸引了許多學(xué)者和工程技術(shù)人員對其進(jìn)行研究，試圖更好地 開發(fā)和應(yīng)用這種水泥材料。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、德國、法國和前蘇聯(lián)等國家， 通過大量的研究，已將鎂質(zhì)堿式鹽水泥應(yīng)用于工業(yè)地板、墻體材料、防火制品、防火保護(hù)層、 泡沫隔熱材料、混凝土和磨具的粘結(jié)劑等領(lǐng)域，由于它們的外觀很像大理石，將它制成隔墻 板和拉毛粉飾等，并已取得了許多專利技術(shù)，這些專利技術(shù)在一定程度上改善了這硫氧鎂 水泥的性能。
[0008] 在已有的研究中已經(jīng)基本克服了硫氧鎂水泥耐水性不強，尺寸穩(wěn)定性不良等缺 點，使得硫氧鎂水泥的應(yīng)用范圍拓寬，可以用于發(fā)泡材料的生產(chǎn)。專利201510137642.0使用 氯氧鎂和硫氧鎂復(fù)合水泥制備發(fā)泡防火門芯板，具有良好的耐高溫性能，但其并非用單一 的硫氧鎂水泥發(fā)泡。專利201510137604.5使用碳纖維硫氧鎂水泥發(fā)泡制備了防火門芯板， 可在高溫1200 °C下耐火180分鐘，達(dá)到防火燃燒性和安全性的要求。但總體來說，目前對于 硫氧鎂水泥發(fā)泡產(chǎn)品的研究較少，技術(shù)不夠成熟，也基本未實現(xiàn)硫氧鎂水泥和發(fā)泡產(chǎn)品的 應(yīng)用，本發(fā)明人長期研究硫氧鎂水泥并研發(fā)出硫氧鎂發(fā)泡產(chǎn)品，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
[0009]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的首要發(fā)明目的在于提出一種改性硫氧鎂水泥。
[0011] 本發(fā)明的第二發(fā)明目的在于提出一種含有該改性硫氧鎂水泥的組合物。
[0012] 本發(fā)明的第三發(fā)明目的在于提出一種含有該改性硫氧鎂水泥的硫氧鎂水泥發(fā)泡 材料。
[0013] 為了完成本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案為：
[0014] 本發(fā)明涉及一種改性硫氧鎂水泥，所述改性硫氧鎂水泥的原料包括:硫酸鎂100重 量份，氧化鎂50~200重量份、填料A 0~500重量份，水30~350重量份，外加劑A 0.05~10 重量份；
[0015] 優(yōu)選為:硫酸鎂100重量份，氧化鎂50~162重量份，填料A 50~400重量份，水30~ 300重量份，外加劑A 0.1~5重量份；
[0016] 更優(yōu)選為:硫酸鎂100重量份，氧化鎂80~120重量份，填料A 50~200重量份，水80 ~120重量份，外加劑A 0.5~1.5重量份。
[0017]優(yōu)選的，所述硫酸鎂為煙氣鎂法脫硫生成的副產(chǎn)品硫酸鎂，優(yōu)選硫酸鎂選自含有1 ~12個結(jié)晶水的硫酸鎂中的至少一種。
[0018] 優(yōu)選的，所述氧化鎂選自菱鎂礦輕燒粉、白云石輕燒粉、分析純氧化鎂中的至少一 種;優(yōu)選的，所述菱鎂礦輕燒粉和所述白云石輕燒粉中氧化鎂的含量為65~85%。
[0019] 優(yōu)選的，所述外加劑A選自羧酸或其鹽、羧酸的酸酐或其鹽、二元羧酸或其鹽、磺 酸、磺酸的酸酐或其鹽、膦酸、膦酸的酸酐或其鹽、磷酸或其鹽、硼酸、硼砂、硅酸鈉中的至少 一種；
[0020] 所述羧酸以R-COOH表示，所述磺酸以R-SO3H表示，所述二元羧酸以H00C-R-R-C00H 表示，所述膦酸以RP(O) (OH)2或R2P(O)OH表示;R選自取代或未取代的&-15烴基，取代基選自 含有氧、氣、憐或硫原子的基團；
[0021 ]優(yōu)選的，所述外加劑A選自草酸、磷酸、磷酸二氫鹽、磷酸一氫鈉、磷酸三鈉、六偏磷 酸鈉、甲酸、甲酸鹽、酒石酸、酒石酸鹽、乳酸、氨基酸、水楊酸、磺基水楊酸、丙二酸、丁二酸， 蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸鈉、醋酸鈉中的至少一種。
[0022] 優(yōu)選的，所述填料A選自輕質(zhì)骨料，優(yōu)選為粉煤灰、礦渣微粉、硅灰、木肩、石膏粉、 白云石粉、頁巖粉中的至少一種。其粒徑要求在300目以上，優(yōu)選300~800目，對密度、比表 面積沒有限制。
[0023] 本發(fā)明還涉及一種本發(fā)明硫氧鎂水泥的組合物，所述組合物中還含有外加劑B或 填料B中的至少一種。
[0024] 本發(fā)明還涉及一種硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，所述硫氧鎂水泥發(fā)泡材料中含有本發(fā)明 的硫氧鎂水泥和外加劑B。
[0025] 優(yōu)選的，所述外加劑B選自減水劑、早強劑、緩凝劑、穩(wěn)泡劑、引氣劑、憎水劑、纖維 中的至少一種；
[0026] 優(yōu)選的，所述外加劑B包含有減水劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑和纖維。
[0027] 所述填料B選自砂、粘土、鈣質(zhì)礦物，礫石、爐渣、礦渣、煤、灰、合成纖維、合成樹脂 中的至少一種;所述灰優(yōu)選酸性粉煤灰；
[0028] 所述減水劑選自木質(zhì)素系減水劑、萘磺酸系減水劑、水溶性樹脂減水劑或聚羧酸 減水劑中的至少一種;所述木質(zhì)素系減水劑選自木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸 鎂中的至少一種;所述水溶性樹脂減水劑選自三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂；
[0029] 所述早強劑選自氯鹽類早強劑、硫酸鹽類早強劑或有機胺類早強劑;氯鹽類早強 劑選自氯化鈣、氯化鉀、氯化鋁或三氯化鐵中的至少一種，優(yōu)選為氯化鈣;硫酸鹽類早強劑 選自硫酸鈉、硫代硫酸鈣、硫酸鋁或硫酸鋁鉀中的至少一種，優(yōu)選為硫酸鈉;有機胺類早強 劑選自三乙醇胺或三異丙醇胺，優(yōu)選為三乙醇胺；
[0030] 所述緩凝劑選自糖類、木質(zhì)素磺酸鹽類，優(yōu)選為木鈣和糖蜜，更有選為蜜糖；
[0031] 所述穩(wěn)泡劑選自聚合物、聚合物單體、蛋白、多肽、淀粉或陰離子表面活性劑中的 至少一種；聚合物選自聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、木質(zhì)素、羥丙基甲基纖維素;聚合物單 體選自丙烯酰胺，丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丁二 烯、異戊二烯或丙烯；陰離子表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、 α_烯基磺酸鈉；
[0032] 所述引氣劑選自可溶性樹脂酸鹽、文沙爾樹脂、皂化的吐爾油、十二烷基磺酸鈉、 十二烷基苯磺酸鈉、磺化石油羥類的可溶性鹽中的至少一種；
[0033]所述憎水劑選自硅烷或硅氧烷；
[0034] 所述纖維選自聚丙烯、聚丙烯腈、木質(zhì)素或羥丙基甲基纖維素中的至少一種。
[0035] 優(yōu)選的，所述木質(zhì)素系減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.2%~0.3% ;
[0036]所述萘系減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~1.0% ;
[0037]所述水溶性樹脂減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~1.0% ;
[0038]所述聚羧酸減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~1.0% ;
[0039] 所述氯鹽類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%;
[0040] 所述硫酸鹽類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，優(yōu)選為1 %~ 1.5% ；
[0041 ]所述有機胺類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.02%~0.05% ;
[0042]所述緩凝劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.01 %~0.025% ;
[0043] 所述穩(wěn)泡劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.005%~0.01 % ;
[0044]所述引氣劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.02%~0.08% ;
[0045] 所述憎水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.002%~0.008% ;
[0046] 所述纖維的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.1 %~1 %。
[0047] 優(yōu)選的，改性硫氧鎂水泥發(fā)泡材料采用化學(xué)發(fā)泡進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡劑選自過氧化氫、 碳酸氫鈉、碳酸銨、偶氮甲酰胺或偶氮二異丁腈中的至少一種，優(yōu)選為過氧化氫。
[0048]本發(fā)明的有益效果為：
[0049] 1、本發(fā)明中，外加劑的添加抑制了水泥中氫氧化鎂的生成，并且促進(jìn)了5 · 1 · 8相 的生成，從而有效提高了硫氧鎂水泥的機械性能和耐水性能，同時，具有耐溫，不開裂的特 點。
[0050] 2、本發(fā)明說用的硫酸鎂為煙氣鎂法脫硫生成的副產(chǎn)品硫酸鎂，填料為大量廉價的 工業(yè)廢渣，因此，所述硫氧鎂水泥的成本非常低，同時也減少了固體廢棄物的污染。
[0051] 3、本發(fā)明的硫氧鎂水泥工藝簡單，能耗極低，所得產(chǎn)品可替代普通硅酸鹽水泥和 氯氧鎂水泥，用于生產(chǎn)砂漿、混凝土、板材、發(fā)泡材料、工藝品等材料。
[0052] 4、本發(fā)明制備得到的發(fā)泡材料可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的內(nèi)外墻，層面， 地面等部位的保溫隔熱、隔音、防火等用途;也可以用于各種特殊部位的保溫和隔熱用途。 [0053]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本申請。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本申請 而不用于限制本申請的范圍。
【具體實施方式】
[0054]本發(fā)明涉及一種改性硫氧鎂水泥，其原料包括:硫酸鎂100重量份，氧化鎂80~120 重量份，填料A 50~200重量份，水80~120重量份，外加劑A 0.5~1.5重量份;優(yōu)選為:硫酸 鎂100重量份，氧化鎂100重量份，填料A 100~150重量份，水100重量份，外加劑A 1~1.5重 量份。
[0055] 發(fā)泡用改性硫氧鎂水泥需要克服普通改性硫氧鎂水泥存在的韌性差、凝結(jié)時間長 二個性能的缺陷。為了克服上述缺陷，本發(fā)明對硫氧鎂水泥的配方進(jìn)行了改進(jìn)，使采用本發(fā) 明配方的硫氧鎂水泥制備的發(fā)泡水泥的韌性得到了極大的提高，并且縮短了硫氧鎂水泥的 凝結(jié)時間50 %以上，2小時即達(dá)到初凝。
[0056] 其中，所述硫酸鎂為煙氣鎂法脫硫生成的副產(chǎn)品硫酸鎂，優(yōu)選硫酸鎂選自含有1~ 12個結(jié)晶水的硫酸鎂中的至少一種，更優(yōu)選含有7個結(jié)晶水。本發(fā)明對硫酸鎂的純度沒有要 求;滿足80 %~99.9 %范圍均可使用。
[0057] 其中，氧化鎂選自菱鎂礦輕燒粉、白云石輕燒粉、分析純氧化鎂中的至少一種;菱 鎂礦輕燒粉、白云石輕燒粉的成本低，優(yōu)選的，菱鎂礦輕燒粉和白云石輕燒粉中氧化鎂的含 量為65~85%，若氧化鎂含量不足可以通過分析純的氧化鎂進(jìn)行調(diào)配。
[0058] 本發(fā)明的改性硫氧鎂水泥的原料中包括外加劑A，外加劑A的選擇可根據(jù)實際需要 進(jìn)行添加。外加劑A的添加量為0.05~10重量份，優(yōu)選0.05~10重量份，更優(yōu)選0.1~5重量 份。
[0059] 優(yōu)選的，外加劑選自羧酸或其鹽、羧酸的酸酐或其鹽、二元羧酸或其鹽、磺酸的酸 酐或其鹽膦酸膦酸的酸酐或其鹽、磷酸或其鹽、硼酸、硼砂、硅酸鈉中的至少一種;鹽優(yōu)選為 鉀，鈉，銨鹽。
[0060] 其中，羧酸以R-COOH表示，磺酸以R-SO3H表示，二元羧酸以H00C-R-R-C00H表示，膦 酸包括RP (0)(0H) 2和R2P (0) OH; R選自取代或未取代的&-15烴基，取代基選自含有氧、氮、磷 或硫原子的基團；取代基可選自羥基、氨基、苯基等。
[0061] 其中烴基可為支鏈或者直鏈，也可以為環(huán)烴;烴基可為烷基、烯基或炔基；上述烴 基的碳原子數(shù)的優(yōu)選上限值依次為1〇、8、6、4、3;例如，在碳原子數(shù)的上限值為8的情況下， 烷基的碳原子數(shù)范圍是指1~8;烷基的最優(yōu)選碳原子數(shù)為1~6,并進(jìn)一步優(yōu)選1~3。烷基可 為鏈烷基或環(huán)烷基:鏈烷基包含直鏈烷基和帶有支鏈的烷基;環(huán)烷基為含有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的飽 和烷基，脂環(huán)上可以含有或不含有取代基。
[0062]優(yōu)選的，外加劑選自草酸、磷酸、磷酸二氫鹽、磷酸一氫鈉、磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、 甲酸、甲酸鹽、酒石酸、酒石酸鹽、乳酸、氨基酸、水楊酸、磺基水楊酸、丙二酸、丁二酸，蔗糖、 葡萄糖、葡萄糖酸鈉、醋酸鈉中的至少一種;并優(yōu)選草酸、磷酸、丙二酸、丁二酸，酒石酸、乳 酸。
[0063]優(yōu)選的，填料A選自輕質(zhì)骨料，優(yōu)選為粉煤灰、礦渣微粉、娃灰、木肩、石膏粉、白云 石粉、頁巖分中的至少一種。填料的粒徑為300目以上，添加填料可降低生產(chǎn)成本。
[0064] 本發(fā)明的發(fā)泡用硫氧鎂水泥的制備方法為:首先按配比稱量各原料，然后將硫酸 鎂加入水中使其完全溶解，加入外加劑，氧化鎂和填料，攪拌均勻成漿體即得;攪拌越充分 越好，優(yōu)選攪拌10~30分鐘，反應(yīng)溫度優(yōu)選30 °C。
[0065] 本發(fā)明還提供了一種含有該硫氧鎂水泥的組合物，如發(fā)泡材料、墻體材料、保溫阻 燃材料、隔絕材料、包裝材料等，通過使用廉價的原料和簡單的攪拌設(shè)備制得這些制品。該 組合物中含有外加劑B或填料B中的至少一種。
[0066] 本發(fā)明還提一種硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，含有本發(fā)明硫氧鎂水泥和外加劑B。
[0067] 本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員清楚地了解:本發(fā)明的含有該硫氧鎂水泥的組合物還可包括 常規(guī)外加劑B和/或填料B，它們在技術(shù)人員所熟知的范圍內(nèi)。填料B的實例是合適形式的砂， 粘土，鈣質(zhì)礦物，礫石，骨料，輕骨料，各種成份的尾礦、爐渣、礦渣、煤，灰(特別是酸性粉煤 灰），和合成材料，合成纖維，合成樹脂，如氧化鋁等，可以進(jìn)一步改善最終制品的性能并得 以滿足不同的使用和物理要求。形成硫酸鎂水泥的技術(shù)還包括加入外加劑B(包括B1、B2、 B3、B4、B5、B6、B7)。人們認(rèn)為該系統(tǒng)外加劑也可與在本申請中所公開的組成結(jié)合在一塊使 用，盡管這僅是任選的。
[0068] 本發(fā)明硫酸鎂水泥可用在與其它發(fā)泡水泥文獻(xiàn)中所提到的相類似的場合和用途 上，其改進(jìn)的性能也反映在其應(yīng)用和改進(jìn)的特征上。
[0069 ]本發(fā)明還涉及一種硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，發(fā)泡材料中還含有外加劑B。
[0070]外加劑B選自減水劑、早強劑、緩凝劑、穩(wěn)泡劑、引氣劑、憎水劑、纖維中的至少一 種;優(yōu)選的，所述外加劑包含有減水劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑和纖維；
[0071 ]外加劑Bl:減水劑，包括:木質(zhì)素系減水劑，萘磺酸系減水劑，水溶性樹脂減水劑， 聚羧酸減水劑等。
[0072] 其中，木質(zhì)素系減水劑包括木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣）、木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉）、木質(zhì)素磺 酸鎂(木鎂)等。優(yōu)選的添加量為水泥質(zhì)量〇.2~0.3% ;
[0073] 萘系減水劑用萘或萘的同系物經(jīng)磺化與甲醇縮回而成，優(yōu)選的添加量為水泥質(zhì)量 0.5~1.0% ;
[0074] 水溶性樹脂減水劑以一些水溶性樹脂為主要原料制成的減水劑，如三聚氰胺樹 月旨、古瑪隆樹脂等;該類減水劑增強效果顯著，為高效減水劑，優(yōu)選添加量為水泥質(zhì)量〇. 5~ 1.0% ；
[0075] 聚羧酸減水劑包括：以丙烯酸或甲基丙烯酸為主鏈，接枝不同側(cè)鏈長度的聚醚和 以馬來酸酐為主鏈接枝不同側(cè)鏈長度的聚醚;優(yōu)選添加量為水泥質(zhì)量0.5~1.0%;
[0076] 減水劑的功能為降低表面張力，水泥顆粒更易濕潤，使水化比較充分，從而提高混 凝土的強度。
[0077]外加劑B2:早強劑，早強劑是加速發(fā)泡材料早期強度發(fā)展，并對后期強度無顯著影 響的外加劑，包括:氯鹽類早強劑，硫酸鹽類早強劑，有機胺類早強劑等。
[0078]其中，氯鹽類早強劑主要有氯化鈣、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等，優(yōu)選的為氯化 鈣;氯化鈣適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5 %~1.0%，能使混凝土3d強度提高50 %~10 %，7d強 度提高20%~40%，同時能降低混凝土中水的冰點，防止混凝土早期受凍。
[0079] 硫酸鹽類早強劑，主要有硫酸鈉、硫代硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等，優(yōu)選的為硫酸 鈉。硫酸鈉一般摻量為〇. 5 %~2.0 %，當(dāng)摻量為1 %~1.5 %時，達(dá)到混凝土設(shè)計強度70 %的 時間可縮短一半左右。
[0080]有機胺類早強劑主要有三乙醇胺、三異丙醇胺等，優(yōu)選的為三乙醇胺。三乙醇胺摻 量為水泥質(zhì)量的0.02%~0.05%，能使混凝土早期強度提高。有機胺類早強劑的添加量為 水泥質(zhì)量的0.02 %~0.05 %。
[0081]外加劑B3:緩凝劑，緩凝劑是指能延緩混凝土凝結(jié)時間，并對混凝土后期強度發(fā)展 無不利影響的外加劑，包括:糖類，如糖蜜;木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉。優(yōu)選為木鈣和糖 蜜，更優(yōu)選為蜜糖。緩凝劑的添加量為水泥質(zhì)量的〇. 01 %~〇. 025%。
[0082] 外加劑M:穩(wěn)泡劑，用于提高氣泡穩(wěn)定性，延長泡沫破滅半衰期，包括:1，大分子物 質(zhì)，包括:聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂、木質(zhì)素、羥丙基甲基纖維素等纖維中的一種或 幾種的組合，及蛋白、多肽、淀粉等大分子物質(zhì)，或者為可以聚合的單體物質(zhì)，優(yōu)選為丙烯酰 胺，丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、異戊二烯、 丙烯;2,陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉(K12)，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)，α_ 烯基磺酸鈉(AOS)等陰離子表面活性劑的穩(wěn)泡劑。穩(wěn)泡劑的添加量為水泥質(zhì)量的0.005%~ 0.01% 〇
[0083] 外加劑Β5:引氣劑，如可溶性樹脂酸鹽(松香酸）、文沙爾樹脂、皂化的吐爾油、十二 烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、磺化石油羥類的可溶性鹽中的一種或幾種的組合。引氣劑 的添加量為水泥質(zhì)量的〇. 02%~0.08%。
[0084]外加劑Β6:憎水劑，硅烷、硅氧烷等憎水劑。憎水劑的添加量為水泥質(zhì)量的0.002 % ~0.008%〇
[0085] 外加劑Β7:纖維，用于提高發(fā)泡產(chǎn)品的變形能力，韌性。包括:聚丙烯、聚丙烯腈、聚 月旨、木質(zhì)素、羥丙基甲基纖維素等纖維中的一種或幾種的組合，以及其他可以用于水泥發(fā)泡 的纖維產(chǎn)品。纖維的添加量為水泥質(zhì)量的〇. 1 %~1 %。
[0086] 優(yōu)選的，本申請的外加劑B包括減水劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑和纖維;其中，減水 劑可選自木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂，早強劑優(yōu)選為氯化鈣或硫酸鈉，穩(wěn) 泡劑選自聚乙烯醇、聚丙烯腈、十二烷基硫酸鈉等，憎水劑選自，硅烷、硅氧烷;纖維選自羥 丙基甲基纖維、聚丙烯、聚丙烯腈。
[0087] 優(yōu)選的，采用化學(xué)發(fā)泡進(jìn)行發(fā)泡，所用的發(fā)泡劑選自：過氧化氫、碳酸氫鈉、碳酸 銨、偶氮甲酰胺或偶氮二異丁腈中的至少一種，優(yōu)選為雙氧水。硫氧鎂水泥與發(fā)泡劑的重量 比為 1000:20 ~60。
[0088] 進(jìn)一步，本發(fā)明還提供一種制備硫氧鎂發(fā)泡制品的方法，包括以下步驟:首先按配 比稱量各物料，然后將硫酸鎂加入水中攪拌完全溶解，加入外加劑A，攪拌混合均勻，加入氧 化鎂繼續(xù)攪拌，再加入輕質(zhì)骨料進(jìn)行攪拌，攪拌成為均勻的漿液，加入發(fā)泡劑，迅速攪拌均 勻，倒入模中進(jìn)行發(fā)泡。
[0089] 本發(fā)明還涉及采用本發(fā)明硫酸鎂水泥制備得到的可發(fā)泡和可硬化的制品。該制品 包括，尤其是，由本發(fā)明水泥制成的硬化的成型體。該成型體包括，例如，澆注制品，成球制 品，構(gòu)件，壓制品，注射制品，擠出制品，和隨后破碎的制品。
[0090] 本發(fā)明水泥也可制備成阻燃劑組合物。本發(fā)明材料的憎水特性改善了阻燃材料的 表面相容性并使得它們被有效地引入到各種塑料(防火屋面）、合金(如防火門芯)和其它材 料中。
[0091] 本發(fā)明發(fā)泡水泥還用作隔絕和包裝材料。其中，絕緣包括隔音和隔熱。
[0092]在本發(fā)明的以下實施例中，使用以下原料：
[0093]輕燒氧化鎂；
[0094]硫酸鎂為煙氣鎂法脫硫生成的副產(chǎn)品硫酸鎂；
[0095] MgS〇4 含有結(jié)晶水，H20:MgS〇4比為7:1;
[0096] 酸性粉煤灰（AFA)，來自山西襄礦發(fā)電廠（含有主要成分：50wt % SiO2，25wt % Al2〇3,9wt%CaO)；
[0097] 礦渣微粉，來自德龍鋼鐵水渣微粉生產(chǎn)線(S95級）
[0098] 應(yīng)該說明可使用的原料的純度不是最重要的。許多外購材料可用作合適和廉價的 原料。
[0099] 實施例1~7
[0100]采用Retch磨機（型號為KM-I)中，按加入原料，首先表1中的重量份(kg)稱量各原 料，然后將硫酸鎂加入水中使其完全溶解，依次加入外加劑，氧化鎂和填料，并進(jìn)行粉磨/混 合操作20分鐘，制備得到粘性物質(zhì)，將該粘性物質(zhì)放入尺寸為40 X 40 X 160mm的模具中并在 室溫下靜置養(yǎng)護(hù)7天(養(yǎng)護(hù)條件為相對于濕度達(dá)到60%、溫度15°C~30°C)，得到改性硫酸鎂 水泥。水泥配方如表1所示。
[0101] 表1:水泥配方

[0106] 強度測試方法為GB177-92。
[0107] 用雙氧水作為發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡，取實施例1和2制備得到的改性硫酸鎂水泥（1000 重量份)與外加劑B在中攪拌20分鐘(Retch磨機，型號KM-I )，獲得發(fā)泡材料，將之澆注在尺 寸為100 X 100 X IOOmm的模中，并在實驗前于常溫常壓下養(yǎng)護(hù)7天。外加劑B的具體組成如表 3所示。
[0108] 表3:外加劑B配方

[0114] 其中:W.A. 一吸水率;D-密度;CS 一抗壓強度;M0R 一彎曲強度。
[0115] 本實施例粉煤灰和礦渣微粉為輕質(zhì)骨料，雙氧水為發(fā)泡劑，一組外加劑為例，制備 得到的發(fā)泡產(chǎn)品性能如上，性能優(yōu)良，可以用于制備墻體材料。
[0116] 實施例8
[0117] -種發(fā)泡水泥，由以下重量份(kg)的原料組成:實施例3制備得到的改性硫酸鎂水 泥1000重量份和外加劑B，采用雙氧水40重量份為發(fā)泡劑。制備方法同實施例1。外加劑B的 具體組成為如表6所示：
[0118] 表6:外加劑B配方 L0120J 實施例9
[0121] -種發(fā)泡水泥，由以下重量份(kg)的原料組成:實施例3制備得到的改性硫酸鎂水 泥1000重量份和外加劑B，采用雙氧水40重量份為發(fā)泡劑。制備方法同實施例1。外加劑B的 具體組成為如表7所示：
[0122] 表7:外加劑B配方
[0124] 實施例10
[0125] -種發(fā)泡水泥，由以下重量份(kg)的原料組成:實施例3制備得到的改性硫酸鎂水 泥1000重量份和外加劑B，采用雙氧水40重量份為發(fā)泡劑。制備方法同實施例1。外加劑B的 具體組成為如表8所示：
[0126] 表8:外加劑B配方
[0128] ^實施例8~10制備得到的發(fā)泡水泥的性質(zhì)如表9所示:
[0129] 表9:發(fā)泡水泥性能
[0132] 對比例1~6
[0133] 按照實施例1的方法制備對比例改性硫酸鎂水泥，對比例的水泥配方如表10所示； 其性能如表11所示。 Γ〇1^4? 豐 1 古
[0136] 表11:水泥性能
[0138] 按照實施例1的方法，將對比例制備得到的改性硫酸鎂水泥1000重量份和外加劑B (同實施例1)、采用雙氧水40重量份為發(fā)泡劑發(fā)泡水泥，其性能如表12所示。
[0139] 表12:發(fā)泡水泥性能
[0141] 其中:W. A. -吸水率;D-密度;CS-抗壓強度;MOR-彎曲強度。
[0142] 本申請雖然以較佳實施例公開如上，但并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動和修改，因此本申請的 保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種改性硫氧鎂水泥，其特征在于，所述改性硫氧鎂水泥的原料包括:硫酸鎂100重 量份，氧化鎂50~200重量份、填料A 0~500重量份，水30~350重量份，外加劑A 0.05~10 重量份； 優(yōu)選為：硫酸鎂100重量份，氧化鎂50~162重量份，填料A 50~400重量份，水30~300 重量份，外加劑A 0.1~5重量份； 更優(yōu)選為：硫酸鎂100重量份，氧化鎂80~120重量份，填料A 50~200重量份，水80~ 120重量份，外加劑A 0.5~1.5重量份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性硫氧鎂水泥，其特征在于，所述硫酸鎂為煙氣鎂法脫硫生 成的副產(chǎn)品硫酸鎂，優(yōu)選硫酸鎂選自含有1~12個結(jié)晶水的硫酸鎂中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性硫氧鎂水泥，其特征在于，所述氧化鎂選自菱鎂礦輕燒 粉、白云石輕燒粉、分析純氧化鎂中的至少一種;優(yōu)選的，所述菱鎂礦輕燒粉和所述白云石 輕燒粉中氧化鎂的含量為65~85%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性硫氧鎂水泥，其特征在于，所述外加劑A選自羧酸或其鹽、 羧酸的酸酐或其鹽、二元羧酸或其鹽、磺酸、磺酸的酸酐或其鹽、膦酸、膦酸的酸酐或其鹽、 磷酸或其鹽、硼酸、硼砂、硅酸鈉中的至少一種； 所述羧酸以R-COOH表示，所述磺酸以R-S03H表示，所述二元羧酸以HOOC-R-R-COOH表示， 所述膦酸以RP(〇)(〇H)2或R2P(0)0H表示;R選自取代或未取代的15烴基，取代基選自含有 氧、氮、磷或硫原子的基團； 優(yōu)選的，所述外加劑A選自草酸、磷酸、磷酸二氫鹽、磷酸一氫鈉、磷酸三鈉、六偏磷酸 鈉、甲酸、甲酸鹽、酒石酸、酒石酸鹽、乳酸、氨基酸、水楊酸、磺基水楊酸、丙二酸、丁二酸，蔗 糖、葡萄糖、葡萄糖酸鈉、醋酸鈉中的至少一種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性硫氧鎂水泥，其特征在于，所述填料A選自輕質(zhì)骨料，優(yōu)選 為粉煤灰、礦渣微粉、硅灰、木肩、石膏粉、白云石粉、頁巖粉中的至少一種，填料的粒徑為 300目~800目。6. -種含有權(quán)利要求1~5任一權(quán)利要求所述改性硫氧鎂水泥的組合物，其特征在于， 所述組合物中還含有外加劑B或填料B中的至少一種。7. -種改性硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，其特征在于，所述改性硫氧鎂水泥發(fā)泡材料中含有 權(quán)利要求1~5任一權(quán)利要求所述的硫氧鎂水泥和外加劑B。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7任一權(quán)利要求所述的改性硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，其特征在于，所 述外加劑B選自減水劑、早強劑、緩凝劑、穩(wěn)泡劑、引氣劑、憎水劑、纖維中的至少一種； 優(yōu)選的，所述外加劑B包含有減水劑、早強劑、穩(wěn)泡劑、憎水劑和纖維； 優(yōu)選的，所述填料B選自砂、粘土、|丐質(zhì)礦物，爍石、爐渣、礦渣、煤、灰、合成纖維、合成樹 脂中的至少一種;所述灰優(yōu)選酸性粉煤灰； 所述減水劑選自木質(zhì)素系減水劑、萘磺酸系減水劑、水溶性樹脂減水劑或聚羧酸減水 劑中的至少一種;所述木質(zhì)素系減水劑選自木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂中 的至少一種;所述水溶性樹脂減水劑選自三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂； 所述早強劑選自氯鹽類早強劑、硫酸鹽類早強劑或有機胺類早強劑;氯鹽類早強劑選 自氯化鈣、氯化鉀、氯化鋁或三氯化鐵中的至少一種，優(yōu)選為氯化鈣;硫酸鹽類早強劑選自 硫酸鈉、硫代硫酸鈣、硫酸鋁或硫酸鋁鉀中的至少一種，優(yōu)選為硫酸鈉;有機胺類早強劑選 自三乙醇胺或三異丙醇胺，優(yōu)選為三乙醇胺； 所述緩凝劑選自糖類、木質(zhì)素磺酸鹽類，優(yōu)選為木鈣和糖蜜，更有選為蜜糖； 所述穩(wěn)泡劑選自聚合物、聚合物單體、蛋白、多肽、淀粉或陰離子表面活性劑中的至少 一種；聚合物選自聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、木質(zhì)素、羥丙基甲基纖維素;聚合物單體選 自丙烯酰胺，丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、 異戊二烯或丙烯；陰離子表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、烯 基磺酸鈉； 所述引氣劑選自可溶性樹脂酸鹽、文沙爾樹脂、皂化的吐爾油、十二烷基磺酸鈉、十二 烷基苯磺酸鈉、磺化石油羥類的可溶性鹽中的至少一種； 所述憎水劑選自硅烷或硅氧烷； 所述纖維選自聚丙烯、聚丙烯腈、木質(zhì)素或羥丙基甲基纖維素中的至少一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，其特征在于， 所述木質(zhì)素系減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 2 %~0.3 % ; 所述萘系減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~1.0%; 所述水溶性樹脂減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述聚羧酸減水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述氯鹽類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述硫酸鹽類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.5%~2.0%，優(yōu)選為1 %~ 1.5% ； 所述有機胺類早強劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 02 %~0.05 % ; 所述緩凝劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 01 %~〇. 025 % ; 所述穩(wěn)泡劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的0.005 %~0.01 % ; 所述引氣劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 02 %~0.08% ; 所述憎水劑的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 002 %~0.008% ; 所述纖維的添加量為硫氧鎂水泥質(zhì)量的〇. 1 %~1 %。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的硫氧鎂水泥發(fā)泡材料，其特征在于，所述改性硫氧鎂水泥發(fā) 泡材料采用化學(xué)發(fā)泡進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡劑選自過氧化氫、碳酸氫鈉、碳酸銨、偶氮甲酰胺或偶 氮二異丁腈中的至少一種，優(yōu)選為過氧化氫。
【文檔編號】C04B38/02GK105859166SQ201610183036
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】童裳慧
【申請人】北京中晶環(huán)境科技股份有限公司