无机胶粉复合粉及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种无机胶粉复合粉及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，能源短缺和环保危机已经成为制约社会良性发展的重要因素，其中环保问题是广泛被研究和讨论的热点话题。节能减排是未来解决碳排放困境的重要途径之一，也是解决环境保护问题的一个关键方式。
3.建筑领域采用的各种新型墙材，是节能低碳技术的普及和推广，建筑用砂浆日趋功能化、专业化。为满足不同种类砂浆的性能指标，在传统水泥砂浆基础上添加各种有机高分子聚合物材料用于改善砂浆的内聚力、粘结性、耐水性、耐候性及柔韧性，这类有机高分子聚合物材料以可分散乳胶粉为主。可再分散乳胶粉产品一般为水溶性可再分散粉末，例如有醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉或苯乙烯与丁二烯共聚胶粉等胶粉产品，这些胶粉合成过程中的乳液大多经过石油提炼的化学衍生物制得。在提炼过程中存在污染性、不可再生性和合成成本高等缺陷。广泛应用于建筑领域，必然与节能低碳的环保治理方向相冲突。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种无机胶粉复合粉及其制备方法。
5.第一个方面，本发明申请提供了一种无机胶粉复合粉，以重量份数计，包括硅酸钠200
‑
360份、甲酸钙4
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8份、硅灰300
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360份、水120
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200份、添加剂5
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20份，矿粉50
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80份、聚氧化乙烯10
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20份、氧化锌30
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50份和黄原胶3
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5份；所述的添加剂为碱金属盐或碱金属氢氧化物。
6.在第一个方面的某些实现方式中，所述碱金属盐为碱金属硫酸盐和/或碳酸盐。
7.结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述矿粉来源于高炉炼铁过程中产生的杂质渣滓。
8.结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述杂质渣滓包括水渣和气冷渣。
9.结合第一个方面和上述实现方式，在第一个方面的某些实现方式中，所述硅灰的粒度大小为200目～1000目。
10.第二个方面，本发明申请提供了一种无机胶粉复合粉的制备方法，制取如本发明申请第一个方面中任一项所述的无机胶粉复合粉，包括下列步骤：
11.将所述硅酸钠、甲酸钙、硅灰和添加剂按照比例混合搅拌，搅拌均匀后得到第一混合物；
12.在所述第一混合物中加入水，搅拌30～50分钟后，投入所述矿粉和所述黄原胶，继续搅拌5～8分钟后冷却至室温，得到第二混合物；
13.将所述第二混合物破碎处理，之后加入所述聚氧化乙烯和所述氧化锌，研磨10～15分钟，冷却后得到所述无机胶粉复合粉。
14.在第二个方面的某些实现方式中，所述将所述第二混合物破碎处理的步骤中，所述第二混合物破碎后的粒径为3～30mm。
15.结合第二个方面和上述实现方式，在第二个方面的某些实现方式中，所述研磨10～15分钟的步骤中，研磨温度小于或等于60℃。
16.本发明的实施例中提供的技术方案带来如下有益技术效果：
17.本发明申请提供的无机胶粉复合粉选用的材料均为无毒无害的无机金属矿物，材料来源广泛，能代替现有的可再分散乳胶粉提炼合成过程中大量使用的高耗高污染不可再生的材料，生产出的无机复合胶粉与骨料几乎没有界面过渡区，界面胶结很好，可提高砂浆中界面粘接强度。
18.本技术附加的方面和优点将在后续部分中给出，并将从后续的描述中详细得到理解，或通过对本发明的具体实施了解到。
附图说明
19.图1为本发明一实施例中无机胶粉复合粉的制备方法的方法流程示意图。
具体实施方式
20.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的可能的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文已经通过附图描述的实施例。通过参考附图描述的实施例是示例性的，用于使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本发明的特征是非必要技术的，则可能将这些技术细节予以省略。
21.相关领域的技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
22.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
23.下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及该技术方案如何解决上述的技术问题进行详细说明。
24.第一个方面，本发明申请提供了一种无机胶粉复合粉，以重量份数计，包括硅酸钠200
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360份、甲酸钙4
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8份、硅灰300
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360份、水120
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200份、添加剂5
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20份，矿粉50
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80份、聚氧化乙烯10
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20份、氧化锌30
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50份和黄原胶3
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5份；的添加剂为碱金属盐或碱金属氢氧化物。
可选的，碱金属盐为碱金属硫酸盐和/或碳酸盐，例如硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、碳酸钾、碳酸锂和碳酸钠等。碱金属氢氧化物，可选用氢氧化钾、氢氧化钠等较为常见的碱金属氢氧化物。
25.可选的，矿粉来源于高炉炼铁过程中产生的杂质渣滓。进一步地，杂质渣滓包括水渣和气冷渣。矿粉的正式名称为粒化高炉矿渣微粉，简称矿渣微粉或矿粉，其原料是专指粒化高炉矿渣，即通常在高炉炼铁过程中产生的杂质经过快速冷却产生的渣滓，通常有水渣、气冷渣，水渣又分为水萃渣、水泡渣等。
26.可选的，在第一个方面实施例的某些实现方式中，硅灰的粒度大小为200目～1000目。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰，是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的sio2和si气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。考虑到生产成本，从粒度上来说，硅灰由天然石英加工而成的，可选用粒度比较大的，有200目、300目、400目或500目的，也可选用粒度较小的，如600目、800目或1000目，甚至更细小的硅灰。
27.本发明申请提供的无机胶粉复合粉选用的材料均为无毒无害的无机金属矿物，材料来源广泛，能代替现有的可再分散乳胶粉提炼合成过程中大量使用的高耗高污染不可再生的材料。生产出的无机复合胶粉与骨料几乎没有界面过渡区，界面胶结很好，可提高砂浆中界面粘接强度。
28.基于同一技术构思，本发明申请第二个方面的实施例提供了一种无机胶粉复合粉的制备方法，制取如本发明申请第一个方面中任一项的无机胶粉复合粉，如图1所示，包括下列步骤：
29.s100：将硅酸钠、甲酸钙、硅灰和添加剂按照比例混合搅拌，搅拌均匀后得到第一混合物。
30.s200：在第一混合物中加入水，搅拌30～50分钟后，投入矿粉和黄原胶，继续搅拌5～8分钟后冷却至室温，得到第二混合物。
31.s300：将第二混合物破碎处理，之后加入聚氧化乙烯和氧化锌，研磨10～15分钟，冷却后得到无机胶粉复合粉。
32.可选的，在第二个方面实施例的某些实现方式中，s300的将第二混合物破碎处理的步骤中，第二混合物破碎后的粒径为3～30mm。
33.可选的，结合上述实现方式，在第二个方面实施例的另一些实现方式中，s300的研磨10～15分钟的步骤中，研磨温度小于或等于60℃。
34.本技术提供的产品中掺有大量均匀分散的纳米矿物晶种，作为微观水化反应的中心质，起到促进水泥石生成的作用，促进了水泥石形成晶核，增加了水泥石总量并有助于减少微观缺陷，提高颗粒的分散性，从而较大幅度提升砂浆的性能。
35.本技术提供的产品对水泥和矿物掺合料中的玻璃体矿物(如多种工业灰渣)有活化作用，促进此类材料的水化反应程度，使一些惰性胶凝材料得到活化，形成更多水泥石即c
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s
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h硅酸钙凝胶，从而提高了强度和粘接性能。
36.复合粉中耦合了少量高分子量的聚合物成分，作为聚电解质类超分散剂。分散效果和超分散剂的分子量大小相关。当分子链足够长时，一个分子链可以吸附水泥浆体中的多个浆料颗粒，比如水泥颗粒、泥土颗粒、石粉颗粒等；同时，这些颗粒表面会被其他高分子
化合物的分子链吸附，从而构成了三位网络结构，促进了颗粒团聚和凝聚，锁住了颗粒之间的水分，提高了保水性。分子量为500
‑
5000之间的化合物具有较好的分散性，分量大于5000的化合物具有较好的保水性。合理配置的化合物具有多种不同分子量的组分，使其对砂浆的保水和分散作用达到平衡。因此，在砂浆中大大提高了界面粘接强度、施工性、耐水性、防开裂和耐候性等性能。
37.本技术提供的无机胶粉复合粉可作为水泥砂浆中的超分散剂，超分散剂在溶液中具有聚电解质效应，其比浓粘度随浓度增加和显著增大。随着溶解稀释过程，其在溶液中电离度增加，使其高分子链上的羧酸根离子数量增加，形成超多价离子；由于离子带有负电荷且同性相斥，原来的收缩卷曲的高分子链将舒展开，溶液中的水分子得以扩散进入高分子团内，使其体积膨胀，宏观表现为吸水后保水作用。此时由于分子团膨胀增加了分子间阻力而使溶液粘度提高。在砂浆搅拌成型过程中，溶液中带阴离子的羧酸基之间的排斥力和金属阳离子之间的凝聚力达到平衡，随着阴离子逐渐减少而斥力减少，高分子链重新缠结，释放内部水分子，而增加了砂浆中的自由水，使砂浆工作状态得以长时间保持。另外，因为超分散剂吸附在水泥颗粒表面时，高分子链成舒展构象，在水泥颗粒表面形成具有足够厚度的吸附保护层，产生了空间位阻作用，使水泥颗粒长时间成分散状态。因此，在本技术提供的产品的生产过程中，无刺激性气味、绿色环保、性价比高，每吨产品的成本不到可再分散乳胶粉成本的一半；在砂浆中实际使用时，掺入量少，总体成本更低。
38.以下是具体实施例：
39.实施例1
40.将硅酸钠220份、甲酸钙5份、硅灰300份、氢氧化钾10份按照规定顺序投料投进搅拌机内混合均匀。
41.将120份的水，泵送进搅拌机中，高速搅拌30min后，投入矿粉60份、黄原胶5份。继续搅拌5分钟，通过搅拌机出料口放出物料冷却至室温。
42.将冷却凝固后的物料输送进破碎机进行破碎处理，通过输送带将破碎后的满足入磨要求(如粒径在3mm)的小颗粒物料投进研磨机。继续向研磨机中投入聚氧化乙烯18份、氧化锌35份混合研磨10分钟，同时保持研磨温度在60℃以下，将所得的混合物冷却后筛选并均化，得到无机胶粉复合物材料。
43.实施例2
44.将硅酸钠200份、甲酸钙4份、硅灰360份、碳酸钠5份按照规定顺序投料投进搅拌机内混合均匀。
45.将200份的水，泵送进搅拌机中，高速搅拌50min后，投入矿粉80份、黄原胶3份。继续搅拌8分钟，通过搅拌机出料口放出物料冷却至室温。
46.将冷却凝固后的物料输送进破碎机进行破碎处理，通过输送带将破碎后的满足入磨要求(如粒径在30mm)的颗粒物料投进研磨机。继续向研磨机中投入聚氧化乙烯20份、氧化锌30份混合研磨15分钟，同时保持研磨温度在60℃以下，将所得的混合物冷却后筛选并均化，得到无机胶粉复合物材料。
47.实施例3
48.将硅酸钠360份、甲酸钙8份、硅灰340份、硫酸钠20份按照规定顺序投料投进搅拌机内混合均匀。
49.将180份的水，泵送进搅拌机中，高速搅拌35min后，投入矿粉50份、黄原胶4份。继续搅拌7分钟，通过搅拌机出料口放出物料冷却至室温。
50.将冷却凝固后的物料输送进破碎机进行破碎处理，通过输送带将破碎后的满足入磨要求(如粒径在10mm)的颗粒物料投进研磨机。继续向研磨机中投入聚氧化乙烯10份、氧化锌50份混合研磨12分钟，同时保持研磨温度在60℃以下，将所得的混合物冷却后筛选并均化，得到无机胶粉复合物材料。
51.本技术领域技术人员可以理解，本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本技术中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
52.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
53.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
55.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。