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聚合磷酸铝固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-6-14 10:50:49
介绍了聚合磷酸铝固化剂的固化机理及在各种水玻璃材料中的应用,测试数据表明,该聚合磷酸铝固化剂无毒无公害,固化性能优异。

水玻璃由于存在易溶于水的碱金属离子,固化后残留有水溶性碱,从而耐水性差、 易返潮、不适用于潮湿环境。故以水玻璃为基料的材质,必须加入一定的固化剂来改善其耐水性和固化性能。

常用的固化剂有金属氧化物、无机酸、氟硅酸盐等。但这些固化剂在使用过程中,还存在许多不理想之处。因此人们一直在寻找新型的固化剂。较理想的固化剂应具有以下特点:

(1)产品无毒或低毒,生产过程无污染。(2)固化速度适中,不出现早凝或不凝现象。 (3)固化后性能要比以往的固化剂好,达到行业标准。

依据上述要求,我们合成了聚合磷酸铝固化剂,它不仅有效地克服了传统固化剂的不足,而且无公害,符合环境保护的需要。

合成工艺。聚合磷酸铝是以磷酸和氧化铝为原料,按特定的比例混合,经聚合反应和添加化学添加剂处理而得到的产品。其工艺流程示意:磷 酸+氧化铝 →混合→聚合反应→粉碎→聚合磷酸铝

水玻璃中以钠水玻璃最为常用,钠水玻 璃的结构式为:Na2O2〔SiO -O-〕n-Na 其中:n为模数值。钠水玻璃耐水性差是由Na+的水溶性而引起的,最直接有效的方法是用疏水的基团或离子替代Na+。聚合磷酸铝能提供H+,通过H+替代Na+,促进钠水玻璃的胶凝作用。以聚合度为3的聚合磷酸铝为例

钠水玻璃的固化速度取决于聚合磷酸铝水解生成H+的速度。经测定,聚合度为3的磷酸铝是一种低强度(pKa=+115-116)的固体酸,其水解生成H+速度适中,固化反应温和;同时它的酸值高(可达613mlq),固化性能显著。



二乙基甲苯二胺(DETDA)是聚氨酯弹性体以及环氧树脂的芳香族二胺固化剂,用于浇注、涂料、RIM及胶黏剂,也是聚氨酯及聚脲弹性体的扩链剂。


聚合磷酸铝的毒性试验。产品经口服急性毒性试验,对老鼠半致死量LD50=1810g,属无毒级。另外,在兔的破伤皮肤和不破伤皮肤上,对皮细胞组织进行一次性刺激试验,结果未发生红疹、浮肿、及其它异常现象,故产品对皮肤无刺激性,使用安全。

在无机模塑材料中的应用。将固化剂与珍珠岩混合,加水玻璃充分 搅拌,在钢模内成型7107×7107×7107cm,放置7天,进行防水性能试验。模块经100℃沸水煮2h后测其抗压强度。 

聚合磷酸铝作为钠水玻璃固化剂,其性能优于其它固化剂,与进口同类产品相当,可以满足轻质骨材成型体的耐压强度(1147MPa)要求。

在耐酸混凝土中的应用。通常耐酸混凝土中使用氟硅酸钠作固化剂。由于氟硅酸钠有毒,存放过程易吸潮结块,故不能用于食品工业,而且在酸处理养护时放出HF有毒气体,直接危害人们的身体健康。用聚合磷酸铝替代氟硅酸钠既可以避免以上的不足,又能达到建筑防腐材料的规范要求。

试块配方:钠水玻璃100份,聚合磷酸铝15份,铸石粉等300份。调成耐酸砂浆,其初 凝时间为2117h,终凝时间为5142h。

试块尺寸:3×3×3cm,试块成型后常温养护2周,未经酸处理即浸入酸中,经30天浸泡,试块无裂纹、无溃散。同时,对试块进行了吸水率试验,其吸水率在8-10%范围,小于规定的15%,说明该水玻璃胶泥抗渗透性好。

应用实例:某工厂耐冷热磷酸腐蚀地面,以聚合磷酸铝为固化剂,钠水玻璃为粘结剂,配以耐酸粉料砂石,分别拌成耐酸混凝土和耐酸砂浆,施工前在水泥地面上浇上沥青做隔离层,将上述耐酸混凝土倒入木板模内成型,养护1周,拆模,再用上述耐酸砂浆抹面,养护1周后,投入使用。经几年时间,耐酸地面平整无缺,表明聚合磷酸铝混凝土能耐中强酸磷酸的腐蚀。

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