一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料领域，具体涉及一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水 剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化硅微粉（硅灰）在不定型耐火材料中起着极其重要的作用。主要有一下几 点：（1)提高耐火材料强度：传统的耐火材料中有众多孔隙，当加入硅灰后可以填充孔隙， 并且拌合水量也会减少，成型后水排出后，留下的孔隙也少，从而提高了浇注料的强度；（2) 提高浇筑性能：微粉有较强的活性，在水中形成胶体粒子，加入适当的分散剂，两者解离出 的离子相遇，因表面电荷相反，当胶粒表面静电斥力小于其引力时，发生凝聚结合，增强流 动性，从而提尚饶筑性能；（3)提尚耐尚温、耐久性：娃灰具有$父强的亲水性和活性，能增强 耐火材料的凝聚，在水中易形成-Si-OH，经干燥脱水架桥，形成了硅氧烷[-Si-O-Si-]网 状结构，硅氧烷网状结构中，硅氧键不仅耐高温，且随温度的升高，强度不断提高，同时高温 下，二氧化硅与氧化铝发生反应生成莫来石，从而使浇注料的高温性能得到很大改善，延长 使用寿命。
[0003] 不定形耐火材料发展的主要推动力除了超微粉技术，减水剂的作用也不可忽视。 要使超微粉得到均匀的分散，则必须依赖分散性能良好的减水剂，因此减水剂对不定形耐 火材料的发展有着至关重要的作用。
[0004] 目前，国内不定形耐火材料厂家大多采用三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等磷酸盐结合 体系，但其存在高温强度低，流动度损失大等缺陷。
[0005] 聚羧酸系高性能减水剂是国内外公认的新型、环保型减水剂，其最大的优点是减 水率高，混凝土坍落度经时损失小，混凝土强度高，对水泥适应性好。
[0006] 但由于不定形耐火材料和混凝土组成上有着本质的区别，尤其是在含硅灰量较高 的浇筑料体系中，将目前常用的梳型聚羧酸减水剂应用于含硅灰的耐火材料中并没有表现 出很好的效果，流动性小且损失大。这是由于硅灰与水泥不同的吸附机理，梳型聚羧酸减水 剂在硅灰含量较高的浇注料中会形成网状结构，而失去分散效果。
[0007] 因此，有必要专门针对含硅灰的不定形耐火材料开发一种新型聚羧酸减水剂，以 提高耐火材料的施工性及高温性能，扩大耐火材料的应用范围。
【发明内容】
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减 水剂的制备方法。改善耐火材料的高温性能，增加耐火制品强度。
[0009] 本发明提供的一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法，包 括以下步骤：
[0010] (1)将去离子水、MPEG200-400、甲基烯丙基磺酸钠和链转移剂，加热，在75-85°C 时，滴加甲基丙烯酸水溶液和引发剂水溶液，2~3h滴加完，保温熟化2h ;
[0011] ⑵反应结束，边搅拌边加入碱液，调节pH值至7~8,得到聚羧酸系减水剂母液， 经喷雾干燥获得粉末状产品。
[0012] 进一步的，步骤（1)中去离子水、MPEG200-400、甲基烯丙基磺酸钠、链转移剂、甲 基丙烯酸水溶液和引发剂水溶液的重量比为：20-25 :10-17 :2. 5-3. 5 :0. 1-0. 3 :50-65 : 15-20。
[0013] 进一步的，甲基丙烯酸水溶液的质量浓度为20% ;引发剂水溶液的质量浓度为 10%〇
[0014] 所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的任意 一种。
[0015] 引发剂为水溶性引发剂，包括但不限于过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、二叔丁基 氢过氧化物、叔戊基氢过氧化物、叔丁基过氧化物或甲乙酮过氧化物。
[0016] 步骤⑵中所述碱液为氢氧化钠水配制的浓度为30%的稀溶液。
[0017] 步骤（2)中所述喷雾干燥为压力喷雾干燥、离心喷雾干燥和气流式喷雾干燥中的 一种。
[0018] 进一步的，所述MPEG200-400的制备方法为：将聚乙二醇、甲基丙烯酸、浓硫酸和 阻聚剂混合，氮气保护下，120-130°C反应6-8个小时，得到MPEG200-400 ;其中，聚乙二醇、 甲基丙烯酸、浓硫酸和阻聚剂的重量比为将50-80 :20-50:1-2 :1-2 ;
[0019] 进一步的，所述聚乙二醇分子量为200-400 ;
[0020] 进一步的，所述阻聚剂选自对苯二酚、对苯醌、氯化亚铜、三氯化铁、亚甲基蓝、对 叔丁基邻苯二酚中的任意一种。
[0021] 与现有技术相比，本发明制备的聚羧酸系减水剂，采用低分子量MPEG作为聚合单 体，梳状链较短，不易与硅微粉形成网状结构，而主要起到空间位阻的作用，同时通过加入 适量的链转移剂控制聚羧酸系减水剂分子量，获得相对分子量较小的聚合物，更适用于含 硅灰的不定形耐火材料中，与目前常用的三聚磷酸钠和六偏磷酸钠相比，具有分散效果好， 润湿快，高减水率，不泌水，改善高温性能，增加强度等特点。
【具体实施方式】
[0022] 下列实例用于更进一步说明本发明，而不是限制本发明的权利要求所限定的范 围。
[0023] 实施例1
[0024] 一种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025] 在一个装有电动搅拌器，球形冷凝管、温度计的1000 ml三口烧瓶中，加入152g 甲基丙烯酸，600g PEG400,8g浓硫酸和8. 5g对苯二酚，保持高速搅拌，通入氮气，升温到 125°C，保温6小时，得到MPEG400,出料备用。
[0026] 往三口烧瓶中加入350g的去离子水，195gMPEG400,40g的甲基烯丙基磺酸钠和2g 巯基乙酸，加热，在75-85°C时，同时滴加890g20%浓度的甲基丙烯酸水溶液和265g 10% 浓度的过硫酸铵水溶液，2~3h滴加完，保温熟化2h。反应结束，边搅拌边加入30%的氢氧 化钠水溶液，调节PH值=7~8,得到聚羧酸系减水剂母液，经喷雾干燥获得粉末状产品。
[0027] 实施例2
[0028] -种用于含硅灰不定形耐火材料的聚羧酸系减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0029] 在一个装有电动搅拌器，球形冷凝管、温度计的1000 ml三口烧瓶中，加入152g 甲基丙烯酸，600gPEG400,8g浓硫酸和8. 5g对苯二酚，保持高速搅拌，通入氮气，升温到 125°C，保温6小时，得到MPEG400,出料备用。
[0030] 往三口烧瓶中加入350g的去离子水，195gMPEG400,40g的甲基烯丙基磺酸钠和2g 巯基丙酸，在75-85°〇时，同时滴加752820%浓度的甲基丙烯酸水溶液和