聚羧酸盐减水剂粉剂FOX-8HP的制备与应用
摘 要:本文介绍了聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp的合成工艺、制粉方法和推荐应用配方。
关键词:聚羧酸盐减水剂;粉剂;合成;制粉;应用
前言
随着混凝土工业的迅速发展,利用混凝土外加剂来改善混凝土性能越来越得到人们的重视。聚羧酸盐减水剂是近几年来国内外研究的热点,它在混凝土中应用具有很多独特的优点,比如这种减水剂能与不同的水泥有相对好的适应性;在掺量低时能使混凝土具有好的流动性;在低水灰比时具有低粘度和相对好的坍落度保持性等[1-3].
目前,聚羧酸盐减水剂大部分以水剂的形式在市场上销售,对于长距离运输显然不经济,且无法应用于干粉砂浆如自流平砂浆、高强灌浆料、保温砂浆、抹面砂浆、瓷砖粘结砂浆等方面。我公司为适应市场的需求,经过研发人员的不懈努力、成功开发出聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp,将粉剂溶于水后就能还原成水剂,且性能不受影响。
1合成
1.1原料
甲氧基聚乙二醇醚丙烯酸酯、烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸、丙烯磺酸钠、巯基乙酸、过硫酸钾、亚硫酸钠、氢氧化钠
1.2工艺
在洁净的反应器中,依次投入纯净水、丙烯磺酸钠、亚硫酸钠,升温到70℃,滴加甲氧基聚乙二醇醚丙烯酸酯、烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸、巯基乙酸四者的混合物,同时滴加过硫酸钾的水溶液。滴加完后保温反应2小时,降温到50℃,用50%氢氧化钠溶液中和到ph值为9.0,即得到聚羧酸盐减水剂水剂fox-8h。
2制粉
将制得的聚羧酸盐减水剂水剂fox-8h进行气流式喷雾干燥等特殊工序,最后经过过筛即得到自身流动性能优异、具有滑爽手感的聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp,且长期存放不粘结、不结块。
不同的喷粉工艺条件下所制备的聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp的粉剂外观、含水率、粘壁情况都有一定差异。
2.1母液浓度对粉剂的影响
在进风温度为160℃,压缩空气压力为0.6mpa的条件下进行喷粉:
母液浓度(%) | 粉剂外观 | 含水率(%) | 粘壁情况 |
20 | 浅黄色,粉状,有结块 | 3.5 | 粘壁多 |
25 | 浅黄色,粉状 | 2.7 | 粘壁少 |
30 | 浅黄色,粉状 | 1.5 | 不粘壁 |
35 | 浅黄色,粉状 | 1.6 | 不粘壁 |
40 | 浅黄色,粉状 | 1.2 | 不粘壁 |
从表中可知,高浓度的母液制得的粉剂的含水率低,且不粘壁,从能耗上也是高浓度有优势,但实际操作中母液浓度越高其粘度越大,喷粉时雾化越困难,产量低。综合实际情况,母液浓度为35%时,经济效率都比较高。
2.2压力对粉剂的影响
将母液浓度为35%的聚羧酸盐减水剂fox-8h在进风温度为160℃的条件下进行喷粉:
空气压力(mpa) | 粉剂外观 | 含水率(%) | 粘壁情况 |
0.4 | 黄色,粉状,颗粒大 | 2.8 | 粘壁多 |
0.5 | 浅黄色,粉状 | 2.0 | 粘壁少 |
0.6 | 浅黄色,粉状 | 1.5 | 不粘壁 |
0.7 | 浅黄色,粉状 | 1.2 | 不粘壁 |
0.8 | 乳白色,细腻粉状 | 1.2 | 粘壁少 |
从喷粉的调试生产中得出这样的结论:只要有粘壁的现象的发生,都将严重影响生产,因为清塔太费时费工。空气压力越高所产生的噪声越大,所以空气压力在实际操作控制在0.6 mpa.
2.3进风温度对粉剂的影响
将母液浓度为35%,在压缩空气压力为0.6mpa的条件下进行喷粉:
进风温度(℃) | 粉剂外观 | 含水率(%) | 粘壁情况 |
140 | 浅黄色,粉状,有结块 | 3.0 | 不粘壁 |
150 | 浅黄色,粉状 | 2.3 | 不粘壁 |
160 | 浅黄色,粉状 | 1.5 | 不粘壁 |
170 | 浅黄色,细腻粉状 | 1.3 | 不粘壁 |
180 | 浅黄色,细腻粉状 | 1.1 | 粘壁少 |
从实际操作中得知:进风温度越高,出口温度也越高,这就造成了能源的浪费;只要能得到合格的粉剂,进风温度尽可能的低些,因而实际操作中选取160℃的进风温度。
2.4助干剂加入量对粉剂的影响
由于母液的粘度大,我们试想加入助干剂来降低物料的粘度辅助干燥。设计工艺条件为:在母液浓度为35%的料中加入适量的助干剂,压缩空气压力为0.6mpa,进风温度为160℃。
助干剂加入量(%) | 粉剂外观 | 含水率(%) | 粘壁情况 |
0 | 浅黄色,粉状 | 1.5 | 不粘壁 |
1 | 浅黄色,粉状 | 1.4 | 不粘壁 |
2 | 浅黄色,粉状 | 1.3 | 不粘壁 |
5 | 浅黄色,细腻粉状 | 0.8 | 不粘壁 |
从试验的结果来看,加入助干剂后,粉剂的含水率降低;助干剂加入量少,效果不明显;加入量多,粉剂的成本增加不少,且助干剂不能回收,造成环境污染,因而加入助干剂无经济价值。
2.5 聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp的技术指标
检测项目 | 单位 | 检测标准 |
外观 | / | 淡黄色粉末 |
堆密度 | kg/m3 | 510±10 |
0.315mm筛筛余率 | % | ≤15 |
ph值 | / | 9.0±0.5(20%水溶液) |
含水率 | % | ≤3 |
净浆流动度 | mm | ≥240 |
砂浆减水率 | % | ≥20 |
3性能对比
3.1匀质性能对比:
项目 | fox-8h母液 | fox-8hp | 水泥 |
净浆流动度,mm | 280 | 285 | 金猫p.o 42.5 |
砂浆减水率,% | 22.2 | 22.0 | 金猫p.o 42.5 |
从数据来看,说明母液经过喷粉后净浆、砂浆性能未发生变化。
3.2混凝土试验
水泥:金猫p.o 42.5; 砂:江西赣江中砂,细度模数2.8;
石子:连续级配,5-31.5; 减水剂:苏州弗克fox-8h系列。
配合比
水泥 | 水 | 砂 | 石子 | 减水剂(折固) |
390 | 140 | 804 | 1112 | 0.78 |
试验结果
减水剂名称 | 初始坍落度mm | 扩展度mm | 含气量% | 28d强度mpa |
fox-8h母液 | 210 | 500*520 | 3.4 | 52.3 |
fox-8hp | 205 | 510*515 | 3.5 | 51.9 |
从混凝土的试验结果来看,说明母液经过喷粉后应用于混凝土其性能未发生变化。
4. 应用
聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp能应用于水泥基灌浆料、自流平砂浆、瓷砖胶粘剂、干粉类聚合物防水砂浆等领域。
4.1在水泥基灌浆料中的应用
推荐配方:
原材料 | 规格或型号 | 质量百分比 |
普通硅酸盐水泥 | 52.5 | 38 |
高铝水泥 | a900 | 7 |
膨胀剂 | tanlon608 | 5~7 |
砂 | 0.1~3mm | 48 |
纤维素醚 | lalun601 | 0.05~0.2 |
聚羧酸盐减水剂粉剂 | fox-8hp | 0.3~0.5 |
可再分散乳胶粉 | talon806 | 2~5 |
消泡剂 | lalun802 | 0.1~0.3 |
早强剂 | dekon602 | 0.05 |
缓凝剂 | kulan601 | 0.1~0.6 |
触变剂 | lalun602 | 0.1~0.3 |
4.2在水泥基自流平砂浆中的应用
推荐配方:
原材料 | 规格或型号 | 质量百分比 |
普通硅酸盐水泥 | 52.5 | 28 |
高铝水泥 | a900 | 7 |
无水石膏 | 5 | |
石英砂 | 60~140目 | 40 |
重钙 | 400~600目 | 10.5 |
粉煤灰 | 二级 | 6 |
可再分散乳胶粉 | talon806 | 2~5 |
聚羧酸盐减水剂粉剂 | fox-8hp | 0.3~0.5 |
纤维素醚 | lalun602 | 0.05~0.2 |
消泡剂 | lalun802 | 0.1~0.3 |
早强剂 | dekon602 | 0.05 |
缓凝剂 | kulan601 | 0.1~0.6 |
4.3在水泥基瓷砖胶粘剂中的应用
推荐配方:
原材料 | 规格或型号 | 质量百分比 |
普通硅酸盐水泥 | 52.5 | 40 |
石英砂 | 70~140目 | 45 |
重钙 | 400~600目 | 8 |
纤维素醚 | lalun604 | 0.5~2 |
纤维 | lalun608 | 0.5~2 |
可再分散乳胶粉 | talon801 | 2~6 |
聚羧酸盐减水剂粉剂 | fox-8hp | 0.1~0.5 |
分散剂 | lalun801 | 0.1~0.4 |
触变剂 | lalun602 | 0.1~0.5 |
4.4在干粉类聚合物防水砂浆中的应用
推荐配方:
原材料 | 规格或型号 | 刚性 质量(%) | 柔性 质量(%) |
普通硅酸盐水泥 | 52.5 | 40 | 30 |
石英砂 | 70~200目 | 45 | 55 |
粉煤灰 | 二级 | 10 | 10 |
聚羧酸盐减水剂粉剂 | fox-8hp | 0.3~1.0 | 0.3~1.0 |
可再分散乳胶粉 | talon801 | 1~5 | / |
talon808 | / | 1~5 | |
消泡剂 | lalun802 | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 |
触变剂 | lalun602 | 0.5~1.0 | 0.5~1.0 |
防水剂 | lalun901 | 0.01~0.03 | 0.01~0.02 |
纤维素醚 | lalun604 | 0.1~0.3 | / |
5结论
1)采用甲氧基聚乙二醇醚丙烯酸酯、烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸、丙烯磺酸钠等单体能合成性能优良的聚羧酸盐减水剂水剂。
2)35%聚羧酸盐减水剂母液在进风温度为160℃,压缩空气压力为0.6mpa的条件下进行喷雾干燥制得的粉剂fox-8hp的性能与母液相比未发生变化。
3)聚羧酸盐减水剂粉剂fox-8hp在水泥基灌浆料、自流平砂浆、瓷砖胶粘剂、干粉类聚合物防水砂浆等领域都可以应用。
参考文献
[l] 姜玉,庞浩,廖兵。聚羧酸系高效减水剂的研究和应用[j].化工进展,2007:37-41.
[2] 李国云,张太龙,胡久宏,傅雁。 聚羧酸盐减水剂的合成与性能研究[j].化学工程师,2008:57-59.
[3] 卞荣兵,沈健。聚羧酸混凝土高效减水剂的合成和研究现状[j].精细化工,2006,:179-182.
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