一种发泡用改性硫氧镁水泥及其发泡材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及水泥领域，具体讲，涉及一种改性硫氧镁水泥及采用该硫氧镁水泥制备得到的硫氧镁发泡材料。改性硫氧镁水泥的原料包括：硫酸镁100重量份，氧化镁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剂。本发明还涉及一种采用该硫氧镁水泥制备得到的发泡材料。本发明的外加剂的添加抑制了水泥中氢氧化镁的生成，从而有效提高了硫氧镁水泥的机械性能和耐水性能，同时具有耐温，不开裂的特点。
【专利说明】
一种发泡用改性硫氧镆水泥及其发泡材料
技术领域
[0001] 本发明涉及水泥领域，具体讲，涉及一种改性硫氧镁水泥及采用该硫氧镁水泥制 备得到的硫氧镁发泡材料。
【背景技术】
[0002] 节能和环保是人类社会发展和技术进步活动中两个永恒的主题，钙质水泥均采用 "两磨一烧"工艺，耗能大，镁水泥是由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锻烧后制得的，另两种镁盐溶液或来自工业副产物或来自工业废 料，因而其能耗和资源消耗低。与硅酸盐水泥相比，制造镁质碱式盐水泥的能耗低许多：
[0003] 1、锻烧能耗低，硅酸盐水泥熟料需在1450 °C下烧成，而镁质碱式盐水泥的主要原 料--MgO粉末只需将MgCO3在900 °C左右锻烧即可；
[0004] 2、粉磨能耗低，硅酸盐水泥生产中10%的能源是较贵的电能，用于生料磨细和水 泥粉磨一两次粉磨，而且生料和熟料均不易磨细。但镁质碱式盐水泥中的MgO粉末是由 MgCO3分解后再进行粉磨，很易磨细，而且只需粉磨一次；
[0005] 3、不需要其它耗能的工艺步骤，而且主要原料氯化镁或硫酸镁又是工业副产物。
[0006] 硫氧镁水泥是一种由硫酸镁溶液拌合轻烧氧化镁粉制备成的无机胶凝材料。硫氧 镁水泥与氯氧镁水泥都可以称为镁水泥，具有质量轻、防火、凝结块、隔声、隔热等特点。和 氯氧镁水泥相比，硫氧镁水泥的抗温性能好，对钢筋腐蚀性小。未改性的硫氧镁水泥强度远 低于氯氧镁水泥，因此限制其推广应用。常温下未改性的硫氧镁水泥中主要的强度相为一 种碱式硫酸镁(3Mg(0H) 2 · MgSO4 · 8H20,3 · 1 · 8相），加拿大学者尤奥认为硫氧镁水泥强度 低的原因在于3 · 1 · 8相含量低，有大量氢氧化镁的产生。通常所制备的硫氧镁水泥会出现 开裂、抗水性差等现象，为了改善硫氧镁水泥的性质，需在硫氧镁水泥中加入外加剂以改善 其机械性能。发明专利200510048574.7提出一种硫柠镁水泥的制备，即在硫氧镁水泥中加 入柠檬酸可以改善硫氧镁水泥的机械强度。中南大学邓德华教授在其博士论文中使用外加 剂J改善硫氧儀水泥的性质，其机械性能也有大幅度提尚。
[0007] 为了很好地了解硫氧镁水泥的优良性能与缺陷及其原因，国内外一些企业和有关 政府部门投入了大量的资金，吸引了许多学者和工程技术人员对其进行研究，试图更好地 开发和应用这种水泥材料。一些工业发达国家，如美国、日本、德国、法国和前苏联等国家， 通过大量的研究，已将镁质碱式盐水泥应用于工业地板、墙体材料、防火制品、防火保护层、 泡沫隔热材料、混凝土和磨具的粘结剂等领域，由于它们的外观很像大理石，将它制成隔墙 板和拉毛粉饰等，并已取得了许多专利技术，这些专利技术在一定程度上改善了这硫氧镁 水泥的性能。
[0008] 在已有的研究中已经基本克服了硫氧镁水泥耐水性不强，尺寸稳定性不良等缺 点，使得硫氧镁水泥的应用范围拓宽，可以用于发泡材料的生产。专利201510137642.0使用 氯氧镁和硫氧镁复合水泥制备发泡防火门芯板，具有良好的耐高温性能，但其并非用单一 的硫氧镁水泥发泡。专利201510137604.5使用碳纤维硫氧镁水泥发泡制备了防火门芯板， 可在高温1200 °C下耐火180分钟，达到防火燃烧性和安全性的要求。但总体来说，目前对于 硫氧镁水泥发泡产品的研究较少，技术不够成熟，也基本未实现硫氧镁水泥和发泡产品的 应用，本发明人长期研究硫氧镁水泥并研发出硫氧镁发泡产品，在国内处于领先水平。
[0009]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0010]本发明的首要发明目的在于提出一种改性硫氧镁水泥。
[0011] 本发明的第二发明目的在于提出一种含有该改性硫氧镁水泥的组合物。
[0012] 本发明的第三发明目的在于提出一种含有该改性硫氧镁水泥的硫氧镁水泥发泡 材料。
[0013] 为了完成本发明的目的，采用的技术方案为：
[0014] 本发明涉及一种改性硫氧镁水泥，所述改性硫氧镁水泥的原料包括:硫酸镁100重 量份，氧化镁50~200重量份、填料A 0~500重量份，水30~350重量份，外加剂A 0.05~10 重量份；
[0015] 优选为:硫酸镁100重量份，氧化镁50~162重量份，填料A 50~400重量份，水30~ 300重量份，外加剂A 0.1~5重量份；
[0016] 更优选为:硫酸镁100重量份，氧化镁80~120重量份，填料A 50~200重量份，水80 ~120重量份，外加剂A 0.5~1.5重量份。
[0017]优选的，所述硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁，优选硫酸镁选自含有1 ~12个结晶水的硫酸镁中的至少一种。
[0018] 优选的，所述氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一 种;优选的，所述菱镁矿轻烧粉和所述白云石轻烧粉中氧化镁的含量为65~85%。
[0019] 优选的，所述外加剂A选自羧酸或其盐、羧酸的酸酐或其盐、二元羧酸或其盐、磺 酸、磺酸的酸酐或其盐、膦酸、膦酸的酸酐或其盐、磷酸或其盐、硼酸、硼砂、硅酸钠中的至少 一种；
[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选自取代或未取代的&-15烃基，取代基选自 含有氧、氣、憐或硫原子的基团；
[0021 ]优选的，所述外加剂A选自草酸、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢钠、磷酸三钠、六偏磷 酸钠、甲酸、甲酸盐、酒石酸、酒石酸盐、乳酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、丙二酸、丁二酸， 蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、醋酸钠中的至少一种。
[0022] 优选的，所述填料A选自轻质骨料，优选为粉煤灰、矿渣微粉、硅灰、木肩、石膏粉、 白云石粉、页岩粉中的至少一种。其粒径要求在300目以上，优选300~800目，对密度、比表 面积没有限制。
[0023] 本发明还涉及一种本发明硫氧镁水泥的组合物，所述组合物中还含有外加剂B或 填料B中的至少一种。
[0024] 本发明还涉及一种硫氧镁水泥发泡材料，所述硫氧镁水泥发泡材料中含有本发明 的硫氧镁水泥和外加剂B。
[0025] 优选的，所述外加剂B选自减水剂、早强剂、缓凝剂、稳泡剂、引气剂、憎水剂、纤维 中的至少一种；
[0026] 优选的，所述外加剂B包含有减水剂、早强剂、稳泡剂、憎水剂和纤维。
[0027] 所述填料B选自砂、粘土、钙质矿物，砾石、炉渣、矿渣、煤、灰、合成纤维、合成树脂 中的至少一种;所述灰优选酸性粉煤灰；
[0028] 所述减水剂选自木质素系减水剂、萘磺酸系减水剂、水溶性树脂减水剂或聚羧酸 减水剂中的至少一种;所述木质素系减水剂选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸 镁中的至少一种;所述水溶性树脂减水剂选自三聚氰胺树脂、古玛隆树脂；
[0029] 所述早强剂选自氯盐类早强剂、硫酸盐类早强剂或有机胺类早强剂;氯盐类早强 剂选自氯化钙、氯化钾、氯化铝或三氯化铁中的至少一种，优选为氯化钙;硫酸盐类早强剂 选自硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝或硫酸铝钾中的至少一种，优选为硫酸钠;有机胺类早强 剂选自三乙醇胺或三异丙醇胺，优选为三乙醇胺；
[0030] 所述缓凝剂选自糖类、木质素磺酸盐类，优选为木钙和糖蜜，更有选为蜜糖；
[0031] 所述稳泡剂选自聚合物、聚合物单体、蛋白、多肽、淀粉或阴离子表面活性剂中的 至少一种；聚合物选自聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、木质素、羟丙基甲基纤维素;聚合物单 体选自丙烯酰胺，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、异戊二烯或丙烯；阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、 α_烯基磺酸钠；
[0032] 所述引气剂选自可溶性树脂酸盐、文沙尔树脂、皂化的吐尔油、十二烷基磺酸钠、 十二烷基苯磺酸钠、磺化石油羟类的可溶性盐中的至少一种；
[0033]所述憎水剂选自硅烷或硅氧烷；
[0034] 所述纤维选自聚丙烯、聚丙烯腈、木质素或羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
[0035] 优选的，所述木质素系减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.2%~0.3% ;
[0036]所述萘系减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~1.0% ;
[0037]所述水溶性树脂减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~1.0% ;
[0038]所述聚羧酸减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~1.0% ;
[0039] 所述氯盐类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~1.0%;
[0040] 所述硫酸盐类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~2.0%，优选为1 %~ 1.5% ；
[0041 ]所述有机胺类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.02%~0.05% ;
[0042]所述缓凝剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.01 %~0.025% ;
[0043] 所述稳泡剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.005%~0.01 % ;
[0044]所述引气剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.02%~0.08% ;
[0045] 所述憎水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.002%~0.008% ;
[0046] 所述纤维的添加量为硫氧镁水泥质量的0.1 %~1 %。
[0047] 优选的，改性硫氧镁水泥发泡材料采用化学发泡进行发泡，发泡剂选自过氧化氢、 碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺或偶氮二异丁腈中的至少一种，优选为过氧化氢。
[0048]本发明的有益效果为：
[0049] 1、本发明中，外加剂的添加抑制了水泥中氢氧化镁的生成，并且促进了5 · 1 · 8相 的生成，从而有效提高了硫氧镁水泥的机械性能和耐水性能，同时，具有耐温，不开裂的特 点。
[0050] 2、本发明说用的硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁，填料为大量廉价的 工业废渣，因此，所述硫氧镁水泥的成本非常低，同时也减少了固体废弃物的污染。
[0051] 3、本发明的硫氧镁水泥工艺简单，能耗极低，所得产品可替代普通硅酸盐水泥和 氯氧镁水泥，用于生产砂浆、混凝土、板材、发泡材料、工艺品等材料。
[0052] 4、本发明制备得到的发泡材料可以广泛应用于工业与民用建筑的内外墙，层面， 地面等部位的保温隔热、隔音、防火等用途;也可以用于各种特殊部位的保温和隔热用途。 [0053]下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请 而不用于限制本申请的范围。
【具体实施方式】
[0054]本发明涉及一种改性硫氧镁水泥，其原料包括:硫酸镁100重量份，氧化镁80~120 重量份，填料A 50~200重量份，水80~120重量份，外加剂A 0.5~1.5重量份;优选为:硫酸 镁100重量份，氧化镁100重量份，填料A 100~150重量份，水100重量份，外加剂A 1~1.5重 量份。
[0055] 发泡用改性硫氧镁水泥需要克服普通改性硫氧镁水泥存在的韧性差、凝结时间长 二个性能的缺陷。为了克服上述缺陷，本发明对硫氧镁水泥的配方进行了改进，使采用本发 明配方的硫氧镁水泥制备的发泡水泥的韧性得到了极大的提高，并且缩短了硫氧镁水泥的 凝结时间50 %以上，2小时即达到初凝。
[0056] 其中，所述硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁，优选硫酸镁选自含有1~ 12个结晶水的硫酸镁中的至少一种，更优选含有7个结晶水。本发明对硫酸镁的纯度没有要 求;满足80 %~99.9 %范围均可使用。
[0057] 其中，氧化镁选自菱镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种;菱 镁矿轻烧粉、白云石轻烧粉的成本低，优选的，菱镁矿轻烧粉和白云石轻烧粉中氧化镁的含 量为65~85%，若氧化镁含量不足可以通过分析纯的氧化镁进行调配。
[0058] 本发明的改性硫氧镁水泥的原料中包括外加剂A，外加剂A的选择可根据实际需要 进行添加。外加剂A的添加量为0.05~10重量份，优选0.05~10重量份，更优选0.1~5重量 份。
[0059] 优选的，外加剂选自羧酸或其盐、羧酸的酸酐或其盐、二元羧酸或其盐、磺酸的酸 酐或其盐膦酸膦酸的酸酐或其盐、磷酸或其盐、硼酸、硼砂、硅酸钠中的至少一种;盐优选为 钾，钠，铵盐。
[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选自取代或未取代的&-15烃基，取代基选自含有氧、氮、磷 或硫原子的基团；取代基可选自羟基、氨基、苯基等。
[0061] 其中烃基可为支链或者直链，也可以为环烃;烃基可为烷基、烯基或炔基；上述烃 基的碳原子数的优选上限值依次为1〇、8、6、4、3;例如，在碳原子数的上限值为8的情况下， 烷基的碳原子数范围是指1~8;烷基的最优选碳原子数为1~6,并进一步优选1~3。烷基可 为链烷基或环烷基:链烷基包含直链烷基和带有支链的烷基;环烷基为含有脂环结构的饱 和烷基，脂环上可以含有或不含有取代基。
[0062]优选的，外加剂选自草酸、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、 甲酸、甲酸盐、酒石酸、酒石酸盐、乳酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、丙二酸、丁二酸，蔗糖、 葡萄糖、葡萄糖酸钠、醋酸钠中的至少一种;并优选草酸、磷酸、丙二酸、丁二酸，酒石酸、乳 酸。
[0063]优选的，填料A选自轻质骨料，优选为粉煤灰、矿渣微粉、娃灰、木肩、石膏粉、白云 石粉、页岩分中的至少一种。填料的粒径为300目以上，添加填料可降低生产成本。
[0064] 本发明的发泡用硫氧镁水泥的制备方法为:首先按配比称量各原料，然后将硫酸 镁加入水中使其完全溶解，加入外加剂，氧化镁和填料，搅拌均匀成浆体即得;搅拌越充分 越好，优选搅拌10~30分钟，反应温度优选30 °C。
[0065] 本发明还提供了一种含有该硫氧镁水泥的组合物，如发泡材料、墙体材料、保温阻 燃材料、隔绝材料、包装材料等，通过使用廉价的原料和简单的搅拌设备制得这些制品。该 组合物中含有外加剂B或填料B中的至少一种。
[0066] 本发明还提一种硫氧镁水泥发泡材料，含有本发明硫氧镁水泥和外加剂B。
[0067] 本领域专业技术人员清楚地了解:本发明的含有该硫氧镁水泥的组合物还可包括 常规外加剂B和/或填料B，它们在技术人员所熟知的范围内。填料B的实例是合适形式的砂， 粘土，钙质矿物，砾石，骨料，轻骨料，各种成份的尾矿、炉渣、矿渣、煤，灰(特别是酸性粉煤 灰），和合成材料，合成纤维，合成树脂，如氧化铝等，可以进一步改善最终制品的性能并得 以满足不同的使用和物理要求。形成硫酸镁水泥的技术还包括加入外加剂B(包括B1、B2、 B3、B4、B5、B6、B7)。人们认为该系统外加剂也可与在本申请中所公开的组成结合在一块使 用，尽管这仅是任选的。
[0068] 本发明硫酸镁水泥可用在与其它发泡水泥文献中所提到的相类似的场合和用途 上，其改进的性能也反映在其应用和改进的特征上。
[0069 ]本发明还涉及一种硫氧镁水泥发泡材料，发泡材料中还含有外加剂B。
[0070]外加剂B选自减水剂、早强剂、缓凝剂、稳泡剂、引气剂、憎水剂、纤维中的至少一 种;优选的，所述外加剂包含有减水剂、早强剂、稳泡剂、憎水剂和纤维；
[0071 ]外加剂Bl:减水剂，包括:木质素系减水剂，萘磺酸系减水剂，水溶性树脂减水剂， 聚羧酸减水剂等。
[0072] 其中，木质素系减水剂包括木质素磺酸钙(木钙）、木质素磺酸钠(木钠）、木质素磺 酸镁(木镁)等。优选的添加量为水泥质量〇.2~0.3% ;
[0073] 萘系减水剂用萘或萘的同系物经磺化与甲醇缩回而成，优选的添加量为水泥质量 0.5~1.0% ;
[0074] 水溶性树脂减水剂以一些水溶性树脂为主要原料制成的减水剂，如三聚氰胺树 月旨、古玛隆树脂等;该类减水剂增强效果显著，为高效减水剂，优选添加量为水泥质量〇. 5~ 1.0% ；
[0075] 聚羧酸减水剂包括：以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链，接枝不同侧链长度的聚醚和 以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚;优选添加量为水泥质量0.5~1.0%;
[0076] 减水剂的功能为降低表面张力，水泥颗粒更易湿润，使水化比较充分，从而提高混 凝土的强度。
[0077]外加剂B2:早强剂，早强剂是加速发泡材料早期强度发展，并对后期强度无显著影 响的外加剂，包括:氯盐类早强剂，硫酸盐类早强剂，有机胺类早强剂等。
[0078]其中，氯盐类早强剂主要有氯化钙、氯化钾、氯化铝及三氯化铁等，优选的为氯化 钙;氯化钙适宜掺量为水泥质量的0.5 %~1.0%，能使混凝土3d强度提高50 %~10 %，7d强 度提高20%~40%，同时能降低混凝土中水的冰点，防止混凝土早期受冻。
[0079] 硫酸盐类早强剂，主要有硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝、硫酸铝钾等，优选的为硫酸 钠。硫酸钠一般掺量为〇. 5 %~2.0 %，当掺量为1 %~1.5 %时，达到混凝土设计强度70 %的 时间可缩短一半左右。
[0080]有机胺类早强剂主要有三乙醇胺、三异丙醇胺等，优选的为三乙醇胺。三乙醇胺掺 量为水泥质量的0.02%~0.05%，能使混凝土早期强度提高。有机胺类早强剂的添加量为 水泥质量的0.02 %~0.05 %。
[0081]外加剂B3:缓凝剂，缓凝剂是指能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展 无不利影响的外加剂，包括:糖类，如糖蜜;木质素磺酸盐类，如木钙、木钠。优选为木钙和糖 蜜，更优选为蜜糖。缓凝剂的添加量为水泥质量的〇. 01 %~〇. 025%。
[0082] 外加剂M:稳泡剂，用于提高气泡稳定性，延长泡沫破灭半衰期，包括:1，大分子物 质，包括:聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂、木质素、羟丙基甲基纤维素等纤维中的一种或 几种的组合，及蛋白、多肽、淀粉等大分子物质，或者为可以聚合的单体物质，优选为丙烯酰 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、异戊二烯、 丙烯;2,阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠(K12)，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，α_ 烯基磺酸钠(AOS)等阴离子表面活性剂的稳泡剂。稳泡剂的添加量为水泥质量的0.005%~ 0.01% 〇
[0083] 外加剂Β5:引气剂，如可溶性树脂酸盐(松香酸）、文沙尔树脂、皂化的吐尔油、十二 烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磺化石油羟类的可溶性盐中的一种或几种的组合。引气剂 的添加量为水泥质量的〇. 02%~0.08%。
[0084]外加剂Β6:憎水剂，硅烷、硅氧烷等憎水剂。憎水剂的添加量为水泥质量的0.002 % ~0.008%〇
[0085] 外加剂Β7:纤维，用于提高发泡产品的变形能力，韧性。包括:聚丙烯、聚丙烯腈、聚 月旨、木质素、羟丙基甲基纤维素等纤维中的一种或几种的组合，以及其他可以用于水泥发泡 的纤维产品。纤维的添加量为水泥质量的〇. 1 %~1 %。
[0086] 优选的，本申请的外加剂B包括减水剂、早强剂、稳泡剂、憎水剂和纤维;其中，减水 剂可选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁，早强剂优选为氯化钙或硫酸钠，稳 泡剂选自聚乙烯醇、聚丙烯腈、十二烷基硫酸钠等，憎水剂选自，硅烷、硅氧烷;纤维选自羟 丙基甲基纤维、聚丙烯、聚丙烯腈。
[0087] 优选的，采用化学发泡进行发泡，所用的发泡剂选自：过氧化氢、碳酸氢钠、碳酸 铵、偶氮甲酰胺或偶氮二异丁腈中的至少一种，优选为双氧水。硫氧镁水泥与发泡剂的重量 比为 1000:20 ~60。
[0088] 进一步，本发明还提供一种制备硫氧镁发泡制品的方法，包括以下步骤:首先按配 比称量各物料，然后将硫酸镁加入水中搅拌完全溶解，加入外加剂A，搅拌混合均匀，加入氧 化镁继续搅拌，再加入轻质骨料进行搅拌，搅拌成为均匀的浆液，加入发泡剂，迅速搅拌均 匀，倒入模中进行发泡。
[0089] 本发明还涉及采用本发明硫酸镁水泥制备得到的可发泡和可硬化的制品。该制品 包括，尤其是，由本发明水泥制成的硬化的成型体。该成型体包括，例如，浇注制品，成球制 品，构件，压制品，注射制品，挤出制品，和随后破碎的制品。
[0090] 本发明水泥也可制备成阻燃剂组合物。本发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们被有效地引入到各种塑料(防火屋面）、合金(如防火门芯)和其它材 料中。
[0091] 本发明发泡水泥还用作隔绝和包装材料。其中，绝缘包括隔音和隔热。
[0092]在本发明的以下实施例中，使用以下原料：
[0093]轻烧氧化镁；
[0094]硫酸镁为烟气镁法脱硫生成的副产品硫酸镁；
[0095] MgS〇4 含有结晶水，H20:MgS〇4比为7:1;
[0096] 酸性粉煤灰（AFA)，来自山西襄矿发电厂（含有主要成分：50wt % SiO2，25wt % Al2〇3,9wt%CaO)；
[0097] 矿渣微粉，来自德龙钢铁水渣微粉生产线(S95级）
[0098] 应该说明可使用的原料的纯度不是最重要的。许多外购材料可用作合适和廉价的 原料。
[0099] 实施例1~7
[0100]采用Retch磨机（型号为KM-I)中，按加入原料，首先表1中的重量份(kg)称量各原 料，然后将硫酸镁加入水中使其完全溶解，依次加入外加剂，氧化镁和填料，并进行粉磨/混 合操作20分钟，制备得到粘性物质，将该粘性物质放入尺寸为40 X 40 X 160mm的模具中并在 室温下静置养护7天(养护条件为相对于湿度达到60%、温度15°C~30°C)，得到改性硫酸镁 水泥。水泥配方如表1所示。
[0101] 表1:水泥配方
[0106] 强度测试方法为GB177-92。
[0107] 用双氧水作为发泡剂进行发泡，取实施例1和2制备得到的改性硫酸镁水泥（1000 重量份)与外加剂B在中搅拌20分钟(Retch磨机，型号KM-I )，获得发泡材料，将之浇注在尺 寸为100 X 100 X IOOmm的模中，并在实验前于常温常压下养护7天。外加剂B的具体组成如表 3所示。
[0108] 表3:外加剂B配方
[0114] 其中:W.A. 一吸水率;D-密度;CS 一抗压强度;M0R 一弯曲强度。
[0115] 本实施例粉煤灰和矿渣微粉为轻质骨料，双氧水为发泡剂，一组外加剂为例，制备 得到的发泡产品性能如上，性能优良，可以用于制备墙体材料。
[0116] 实施例8
[0117] -种发泡水泥，由以下重量份(kg)的原料组成:实施例3制备得到的改性硫酸镁水 泥1000重量份和外加剂B，采用双氧水40重量份为发泡剂。制备方法同实施例1。外加剂B的 具体组成为如表6所示：
[0118] 表6:外加剂B配方 L0120J 实施例9
[0121] -种发泡水泥，由以下重量份(kg)的原料组成:实施例3制备得到的改性硫酸镁水 泥1000重量份和外加剂B，采用双氧水40重量份为发泡剂。制备方法同实施例1。外加剂B的 具体组成为如表7所示：
[0122] 表7:外加剂B配方
[0124] 实施例10
[0125] -种发泡水泥，由以下重量份(kg)的原料组成:实施例3制备得到的改性硫酸镁水 泥1000重量份和外加剂B，采用双氧水40重量份为发泡剂。制备方法同实施例1。外加剂B的 具体组成为如表8所示：
[0126] 表8:外加剂B配方
[0128] ^实施例8~10制备得到的发泡水泥的性质如表9所示:
[0129] 表9:发泡水泥性能
[0132] 对比例1~6
[0133] 按照实施例1的方法制备对比例改性硫酸镁水泥，对比例的水泥配方如表10所示； 其性能如表11所示。 Γ〇1^4? 丰 1 古
[0136] 表11:水泥性能
[0138] 按照实施例1的方法，将对比例制备得到的改性硫酸镁水泥1000重量份和外加剂B (同实施例1)、采用双氧水40重量份为发泡剂发泡水泥，其性能如表12所示。
[0139] 表12:发泡水泥性能
[0141] 其中:W. A. -吸水率;D-密度;CS-抗压强度;MOR-弯曲强度。
[0142] 本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技 术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的 保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种改性硫氧镁水泥，其特征在于，所述改性硫氧镁水泥的原料包括:硫酸镁100重 量份，氧化镁50~200重量份、填料A 0~500重量份，水30~350重量份，外加剂A 0.05~10 重量份； 优选为：硫酸镁100重量份，氧化镁50~162重量份，填料A 50~400重量份，水30~300 重量份，外加剂A 0.1~5重量份； 更优选为：硫酸镁100重量份，氧化镁80~120重量份，填料A 50~200重量份，水80~ 120重量份，外加剂A 0.5~1.5重量份。2. 根据权利要求1所述的改性硫氧镁水泥，其特征在于，所述硫酸镁为烟气镁法脱硫生 成的副产品硫酸镁，优选硫酸镁选自含有1~12个结晶水的硫酸镁中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的改性硫氧镁水泥，其特征在于，所述氧化镁选自菱镁矿轻烧 粉、白云石轻烧粉、分析纯氧化镁中的至少一种;优选的，所述菱镁矿轻烧粉和所述白云石 轻烧粉中氧化镁的含量为65~85%。4. 根据权利要求1所述的改性硫氧镁水泥，其特征在于，所述外加剂A选自羧酸或其盐、 羧酸的酸酐或其盐、二元羧酸或其盐、磺酸、磺酸的酸酐或其盐、膦酸、膦酸的酸酐或其盐、 磷酸或其盐、硼酸、硼砂、硅酸钠中的至少一种； 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选自取代或未取代的15烃基，取代基选自含有 氧、氮、磷或硫原子的基团； 优选的，所述外加剂A选自草酸、磷酸、磷酸二氢盐、磷酸一氢钠、磷酸三钠、六偏磷酸 钠、甲酸、甲酸盐、酒石酸、酒石酸盐、乳酸、氨基酸、水杨酸、磺基水杨酸、丙二酸、丁二酸，蔗 糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、醋酸钠中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的改性硫氧镁水泥，其特征在于，所述填料A选自轻质骨料，优选 为粉煤灰、矿渣微粉、硅灰、木肩、石膏粉、白云石粉、页岩粉中的至少一种，填料的粒径为 300目~800目。6. -种含有权利要求1~5任一权利要求所述改性硫氧镁水泥的组合物，其特征在于， 所述组合物中还含有外加剂B或填料B中的至少一种。7. -种改性硫氧镁水泥发泡材料，其特征在于，所述改性硫氧镁水泥发泡材料中含有 权利要求1~5任一权利要求所述的硫氧镁水泥和外加剂B。8. 根据权利要求6或7任一权利要求所述的改性硫氧镁水泥发泡材料，其特征在于，所 述外加剂B选自减水剂、早强剂、缓凝剂、稳泡剂、引气剂、憎水剂、纤维中的至少一种； 优选的，所述外加剂B包含有减水剂、早强剂、稳泡剂、憎水剂和纤维； 优选的，所述填料B选自砂、粘土、|丐质矿物，烁石、炉渣、矿渣、煤、灰、合成纤维、合成树 脂中的至少一种;所述灰优选酸性粉煤灰； 所述减水剂选自木质素系减水剂、萘磺酸系减水剂、水溶性树脂减水剂或聚羧酸减水 剂中的至少一种;所述木质素系减水剂选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁中 的至少一种;所述水溶性树脂减水剂选自三聚氰胺树脂、古玛隆树脂； 所述早强剂选自氯盐类早强剂、硫酸盐类早强剂或有机胺类早强剂;氯盐类早强剂选 自氯化钙、氯化钾、氯化铝或三氯化铁中的至少一种，优选为氯化钙;硫酸盐类早强剂选自 硫酸钠、硫代硫酸钙、硫酸铝或硫酸铝钾中的至少一种，优选为硫酸钠;有机胺类早强剂选 自三乙醇胺或三异丙醇胺，优选为三乙醇胺； 所述缓凝剂选自糖类、木质素磺酸盐类，优选为木钙和糖蜜，更有选为蜜糖； 所述稳泡剂选自聚合物、聚合物单体、蛋白、多肽、淀粉或阴离子表面活性剂中的至少 一种；聚合物选自聚乙烯醇，聚丙烯、聚丙烯腈、木质素、羟丙基甲基纤维素;聚合物单体选 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、 异戊二烯或丙烯；阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、烯 基磺酸钠； 所述引气剂选自可溶性树脂酸盐、文沙尔树脂、皂化的吐尔油、十二烷基磺酸钠、十二 烷基苯磺酸钠、磺化石油羟类的可溶性盐中的至少一种； 所述憎水剂选自硅烷或硅氧烷； 所述纤维选自聚丙烯、聚丙烯腈、木质素或羟丙基甲基纤维素中的至少一种。9. 根据权利要求7所述的硫氧镁水泥发泡材料，其特征在于， 所述木质素系减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 2 %~0.3 % ; 所述萘系减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~1.0%; 所述水溶性树脂减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述聚羧酸减水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述氯盐类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 5 %~1.0 % ; 所述硫酸盐类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.5%~2.0%，优选为1 %~ 1.5% ； 所述有机胺类早强剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 02 %~0.05 % ; 所述缓凝剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 01 %~〇. 025 % ; 所述稳泡剂的添加量为硫氧镁水泥质量的0.005 %~0.01 % ; 所述引气剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 02 %~0.08% ; 所述憎水剂的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 002 %~0.008% ; 所述纤维的添加量为硫氧镁水泥质量的〇. 1 %~1 %。10. 根据权利要求7所述的硫氧镁水泥发泡材料，其特征在于，所述改性硫氧镁水泥发 泡材料采用化学发泡进行发泡，发泡剂选自过氧化氢、碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮甲酰胺或偶 氮二异丁腈中的至少一种，优选为过氧化氢。
【文档编号】C04B38/02GK105859166SQ201610183036
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】童裳慧
【申请人】北京中晶环境科技股份有限公司