CN118125779A - 一种基于黄金尾矿的填缝剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及填缝剂领域,具体为一种基于黄金尾矿的填缝剂及其制备工艺,以重量份数计,包括以下组成成分:水泥10‑20份、黄金尾矿粉末@碳10‑20份、重钙粉10‑20份、氨基化硅藻土10‑20份、苯丙乳液50‑70份、VAE乳液30‑40份、成膜助剂3‑6份、硅烷偶联剂0.5‑1份,本发明所制备的填缝剂力学性能良好,且具有优异的抗甲醛性能,通过对比可知,碳包覆层和氨基化硅藻土的引入对于提升填缝剂的抗甲醛性能起到了积极的作用。

Description

一种基于黄金尾矿的填缝剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及填缝剂领域,具体为一种基于黄金尾矿的填缝剂及其制备工艺。
背景技术
填缝剂作为一种填补瓷砖、石材缝隙的建筑材料,一方面是有良好的装饰作用,能抵消瓷砖、石材膨胀收缩产生的应力,使其更加美观,另一方面是能有效防止水分侵入瓷砖、石材与墙体间的缝隙导致发霉、产生难闻的气味或者脱落,目前,用于制备填缝料的原材料按其性能和作用可分为基料、无机填料和助剂三大组成部分。其中,无机填料主要为无机矿物粉料,起填充和增强作用,多采用滑石粉和碳酸钙,截止目前未有使用黄金尾矿作为填缝剂无机填料的报道。
发明内容
发明目的:针对上述技术问题,本发明提出了一种基于黄金尾矿的填缝剂及其制备工艺。
所采用的技术方案如下:
一种基于黄金尾矿的填缝剂,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥10-20份、黄金尾矿粉末@碳10-20份、重钙粉10-20份、氨基化硅藻土10-20份、苯丙乳液50-70份、VAE乳液30-40份、成膜助剂3-6份、硅烷偶联剂0.5-1份。
进一步地,所述黄金尾矿粉末@碳的制备方法如下:
将黄金尾矿粉碎后加入到无水乙醇中,超声处理后加入葡萄糖水溶液,搅拌1h以上,加热去除溶剂后干燥得到混合粉体,最后将混合粉体在惰性气体保护下煅烧即可。
进一步地,粉碎后黄金尾矿的粒径≤5μm。
进一步地,黄金尾矿中氧化铁的质量分数≥8%。
进一步地,煅烧温度为280-300℃,煅烧时间为1-3h。
进一步地,所述氨基化硅藻土的制备方法如下:
将硅藻土用氢氧化钠溶液活化后,洗涤、干燥,再加入到乙醇中并超声分散得到悬浮液,向悬浮液中加入二乙烯三胺,40-60℃下水浴搅拌10-20h后滤出固体,洗涤、干燥即可。
进一步地,所述成膜助剂为醇酯十二、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯和丙二醇单甲醚中的任意一种或多种组合。
进一步地,所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种或多种组合。
本发明还提供了一种基于黄金尾矿的填缝剂的制备工艺:
将苯丙乳液和VAE乳液预先混合后,再加入成膜助剂和硅烷偶联剂并混匀得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混匀即可。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种基于黄金尾矿的填缝剂,黄金尾矿中有较高含量的Fe2O3,发明人以葡萄糖为碳前驱体在黄金尾矿粉末表面包覆碳层,并且控制煅烧温度,使得Fe2O3完全转化成为γ-Fe2O3,形成类γ-Fe2O3@碳异质结,γ-Fe2O3与碳层间形成的光电协同作用使部分碳成为电子捕获中心,抑制了电子-空穴对的复合,并造成γ-Fe2O3@碳的带隙减小,当可见光照射能量大于其带隙值时,可激发更多的光生载流子向碳层表面的活性位点移动参与催化反应,从而进一步提高了填缝剂的光催化降解活性;
硅藻土具有较大的比表面积和孔隙率以及优异的化学稳定性和物理性能,其结构中的大量孔道可以为吸附质提供空间,并依靠范德华力吸附甲醛分子,氨基化的硅藻土可提供大量的氨基,增大硅藻土孔隙周围电子云密度,与甲醛分子中的不饱和碳基相结合,吸附并降解甲醛,生成含有亚胺(-N=C=)基团化合物,在这个过程中,黄金尾矿粉末与甲醛的接触增加,对黄金尾矿粉末分解甲醛的效果起到了促进作用;
本发明所制备的填缝剂力学性能良好,且具有优异的抗甲醛性能,通过对比可知,碳包覆层和氨基化硅藻土的引入对于提升填缝剂的抗甲醛性能起到了积极的作用。
具体实施方式
实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。本发明未提及的技术均参照现有技术,除非特别指出,以下实施例和对比例为平行试验,采用同样的处理步骤和参数。
水泥:PO42.5硅酸盐水泥,海螺;
黄金尾矿粉末@碳:自制;
重钙粉:400目,泾县伟达新材料有限公司;
氨基化硅藻土:自制;
苯丙乳液:ACRONAL S400F AP型,巴斯夫;
VAE乳液: CELVOLIT 1350型,塞拉尼斯;
醇酯十二:上海凯茵化工有限公司;
硅烷偶联剂KH-560:山东沅锦新材料有限公司。
实施例1
一种基于黄金尾矿的填缝剂,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥18份、黄金尾矿粉末@碳15份、重钙粉15份、氨基化硅藻土10份、苯丙乳液60份、VAE乳液35份、醇酯十二5份、硅烷偶联剂KH-560 1份。
其中,黄金尾矿粉末@碳的制备方法如下:
本实施例中黄金尾矿来自中国黄金集团湖南鑫瑞矿业有限公司,组成如下表1所示:
表1:化学成分(质量分数)/%;
将黄金尾矿粉碎至粒径≤5μm,取100g加入到5000ml无水乙醇中,搅拌10min后再超声处理30min,加入250g质量浓度为10%的葡萄糖水溶液,搅拌2h后,对其进行加热使溶剂完全蒸发,剩余固体放入烘箱中70℃干燥10h得到混合粉体,将混合粉体在氩气保护下以5℃/min的速度升温至300℃煅烧2h后随炉冷却至室温即可。
氨基化硅藻土的制备工艺如下:
将100g硅藻土加入到500ml质量浓度为5%的氢氧化钠溶液中,搅拌1h使活化,抽滤,用水洗涤后放入烘箱中70℃干燥10h,再加入到2000ml乙醇中并超声分散30min得到悬浮液,向悬浮液中加入128g二乙烯三胺,50℃下水浴搅拌15h后滤出固体,用乙醇和水充分洗涤,放入烘箱中70℃干燥10h即可。
上述基于黄金尾矿的填缝剂的制备方法:
将苯丙乳液和VAE乳液预先混合,搅拌10min后,再加入醇酯十二和硅烷偶联剂KH-560并继续搅拌10min得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混合搅拌20min即可。
利用制备的水泥砂浆试块作为粘结基材,将两块水泥砂浆基材置于试验平台,将隔离垫块置于水泥砂浆基材两端,采用挤出器分别将本实施例中所制备的填缝剂缓缓地注入水泥砂浆基材与隔离垫块形成的空腔内,标准试验条件养护28d,得到试件,采用HS-3001B型电子拉伸试验机对试件进行拉伸试验,将试件装入拉伸夹具中,采用5mm/min的拉伸速度将试件拉伸至破坏,拍摄试件破坏过程并记录试件破坏形式,拉伸过程中相应的负荷位移数据由试验设备信息采集终端自动记录,每组试验重复3次,结果取算平均值,得到试件的拉伸强度为3.72MPa,拉伸断裂伸长率为385%。
实施例2
一种基于黄金尾矿的填缝剂,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥20份、黄金尾矿粉末@碳10份、重钙粉10份、氨基化硅藻土10份、苯丙乳液55份、VAE乳液40份、醇酯十二5份、硅烷偶联剂KH-560 1份。
其中,黄金尾矿粉末@碳和氨基化硅藻土的制备方法同实施例1;
上述基于黄金尾矿的填缝剂的制备工艺:
将苯丙乳液和VAE乳液预先混合,搅拌10min后,再加入醇酯十二和硅烷偶联剂KH-560并继续搅拌10min得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混合搅拌20min即可。
实施例3
一种基于黄金尾矿的填缝剂,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥18份、黄金尾矿粉末@碳15份、重钙粉15份、氨基化硅藻土10份、苯丙乳液60份、VAE乳液35份、醇酯十二5份、硅烷偶联剂KH-560 1份。
其中,黄金尾矿粉末@碳和氨基化硅藻土的制备方法同实施例1,区别在于,本实施例中黄金尾矿来自辽宁金凤黄金矿业有限责任公司,组成如下表2所示:
表2:化学成分(质量分数)/%;
上述基于黄金尾矿的填缝剂的制备工艺:
将苯丙乳液和VAE乳液预先混合,搅拌10min后,再加入醇酯十二和硅烷偶联剂KH-560并继续搅拌10min得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混合搅拌20min即可。
实施例4
一种基于黄金尾矿的填缝剂,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥18份、黄金尾矿粉末@碳15份、重钙粉15份、氨基化硅藻土10份、苯丙乳液60份、VAE乳液35份、醇酯十二5份、硅烷偶联剂KH-560 1份。
其中,黄金尾矿粉末@碳和氨基化硅藻土的制备方法同实施例1,区别在于,本实施例中黄金尾矿来自黔西南金龙黄金矿业有限责任公司,组成如下表3所示:
表3:化学成分(质量分数)/%;
上述基于黄金尾矿的填缝剂的制备工艺:
将苯丙乳液和VAE乳液预先混合,搅拌10min后,再加入醇酯十二和硅烷偶联剂KH-560并继续搅拌10min得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混合搅拌20min即可。
对比例1:
与实施例1基本相同,区别在于,直接将黄金尾矿粉碎至粒径≤5μm加入,不包覆碳。
对比例2:
与实施例1基本相同,区别在于,不加入黄金尾矿粉末@碳。
对比例3:
与实施例1基本相同,区别在于,不加入氨基化硅藻土。
对比例4:
与实施例1基本相同,区别在于,将硅藻土用氢氧化钠溶液活化后直接加入,不经过氨基化处理。
性能检测:
将实施例1-4、对比例1-4所制备的填缝剂进行抗甲醛性能的检测,参考JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》中的方法;
检测条件:温度(20±2)℃,相对湿度(50±10)%,正方体试验箱:1m3,50W日光灯,10W空气扇,取8个相同的试验箱各自编号,分别通入10mg/m3的甲醛,将填缝剂分别涂覆在玻璃板上,涂覆厚度为(2±0.02)mm,常温条件下自然干燥7天后,再放入试验箱中进行实验,实验时间为24h。
测试结果如下表4所示:
表4:
由上表4可知,本发明所制备的填缝剂具有优异的抗甲醛性能,而且通过对比可知,碳包覆层和氨基化硅藻土的引入对于提升填缝剂的抗甲醛性能起到了积极的作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种基于黄金尾矿的填缝剂,其特征在于,以重量份数计,包括以下组成成分:
水泥10-20份、黄金尾矿粉末@碳10-20份、重钙粉10-20份、氨基化硅藻土10-20份、苯丙乳液50-70份、VAE乳液30-40份、成膜助剂3-6份、硅烷偶联剂0.5-1份;
所述黄金尾矿粉末@碳的制备方法如下:
将黄金尾矿粉碎后加入到无水乙醇中,超声处理后加入葡萄糖水溶液,搅拌1h以上,加热去除溶剂后干燥得到混合粉体,最后将混合粉体在惰性气体保护下煅烧即可;
粉碎后黄金尾矿的粒径≤5μm;
黄金尾矿中氧化铁的质量分数≥8%;
煅烧温度为280-300℃,煅烧时间为1-3h;
所述氨基化硅藻土的制备方法如下:
将硅藻土用氢氧化钠溶液活化后,洗涤、干燥,再加入到乙醇中并超声分散得到悬浮液,向悬浮液中加入二乙烯三胺,40-60℃下水浴搅拌10-20h后滤出固体,洗涤、干燥即可。
2.如权利要求1所述基于黄金尾矿的填缝剂,其特征在于,所述成膜助剂为醇酯十二、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯和丙二醇单甲醚中的任意一种或多种组合。
3.如权利要求1所述基于黄金尾矿的填缝剂,其特征在于,所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的任意一种或多种组合。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述基于黄金尾矿的填缝剂的制备工艺,其特征在于,将苯丙乳液和VAE乳液预先混合后,再加入成膜助剂和硅烷偶联剂并混匀得到液体组分,将水泥、黄金尾矿粉末@碳、重钙粉和氨基化硅藻土混匀得到固体组分,最后将液体组分和固体组分混匀即可。
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