[发明专利]一种磷酸盐胶凝材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机胶凝材料领域，尤其涉及一种磷酸盐胶凝材料及其制备方法。

背景技术

胶凝材料是指通过自身的物理化学作用，由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中，并能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料。根据其硬化后的力学性质、耐水性、耐高温性等不同可以用于不同的环境，如材料工程、结构工程、交通工程、冶金工业等领域。磷酸盐胶凝材料通常是由金属氧化物与磷酸或可溶性磷酸盐，及添加剂、矿物掺和料按照一定比例，生成以磷酸盐为粘结相的无机胶凝材料。磷酸盐胶凝材料具有较好的力学性能，粘结性能，耐久性好，包括耐冻性、耐气候波动性、抗渗透性等，因此，磷酸盐胶凝材料有着非常大的应用前景。

磷酸盐胶凝材料可分为水化硬化、酸碱硬化和矿物键合几种材料。在室温下发生硬化时，其中前两种材料早期强度较高，而后者早期强度较低，凝结硬化速度慢。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磷酸盐胶凝材料及其制备方法，旨在解决现有技术在常温下材料凝结硬化速度慢，早期强度较低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种磷酸盐胶凝材料，其中，按质量份计，其组成包括磷酸盐溶液100份、偏高岭土10～70份、调凝剂3～30份以及消泡剂0.5～2份。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述磷酸盐胶凝材料中加入细骨料，所述细骨料与所述磷酸盐胶凝材料的质量比为0.5~2。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述磷酸盐溶液为磷酸二氢铵、磷酸二氢铝及三聚磷酸铝中的一种或几种组合物。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述磷酸盐溶液的固含量为60.0%～80.0%。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述偏高岭土为高岭土在750～900℃温度下煅烧2～10小时并磨细为粉体所得。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述调凝剂为镁砂、水镁石、硅酸盐系列水泥、铝酸盐水泥及硫铝酸盐水泥的一种或几种组合物。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂及高分子聚醚消泡剂中的一种。

所述的磷酸盐胶凝材料，其中，所述有机硅消泡剂为高碳醇类消泡剂，消泡活性物质为有机硅氧烷和疏水白炭黑。

一种用于制备如上所述的磷酸盐胶凝材料的方法，其包括步骤：

A、将制备的磷酸盐溶液与偏高岭土粉体、消泡剂按照质量比混合、搅拌得到均匀浆体；

B、按照质量比将调凝剂与所述均匀浆体混合均匀得到浆体混合物；

C、将所述浆体混合物注入模内浇注或压制成型，于室温下养护2～24小时；或者先经室温养护2小时后再经微波养护，得到磷酸盐胶凝材料。

有益效果：本发明磷酸盐胶凝材料凝结与硬化时间较快，提高了早期强度；可胶结其它材料，并可用作基材制备纤维复合材料，或者作为涂层材料；其制备工艺简单、设备投入少、成本低。

具体实施方式

本发明提供一种磷酸盐胶凝材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的磷酸盐胶凝材料，按质量份计，包括磷酸盐溶液100份、偏高岭土10～70份、调凝剂3～30份以及消泡剂0.5～2份。

其中，较优选的是，按质量份计，所述磷酸盐胶凝材料由以下组份组成: 磷酸盐溶液100份、偏高岭土20～60份、调凝剂4～25份以及消泡剂0.5～2份。如此配方比例的磷酸盐胶凝材料其凝结硬化速度更快，早期强度更高。

进一步，上述的磷酸盐胶凝材料中还加入细骨料，按质量份计，所述细骨料与上述磷酸盐胶凝材料的质量比为0.5~2，所述细骨料为颗粒粒径小于5毫米的无机或有机材料。本发明选用的细骨料为中国水泥标准砂，产于厦门艾思欧标准砂有限公司，优选地，选用细骨料与上述磷酸盐胶凝材料的质量比为0.5，颗粒粒径小于3毫米的无机或有机材料。

本发明的磷酸盐溶液为磷酸二氢铵、磷酸二氢铝及三聚磷酸铝中的一种或几种组合物，优选地，采用磷酸二氢铝及三聚磷酸铝的一种或其组合物作为磷酸盐溶液，能进一步提高磷酸盐胶凝材料的凝结硬化速度及早期强度。

本发明的磷酸盐溶液的固含量为60.0%～80.0%，优选地，选用磷酸盐溶液固含量为60.0%~70.0%，采用该含量的磷酸盐溶液能使其更好的与偏高岭土粉体混合，提高磷酸盐溶液与偏高岭土的凝结硬化速度，制得的磷酸盐胶凝材料的早期强度也得到明显提高。