一种聚羧酸系高性能减水剂制备方法与流程

[0001]
本发明属于减水剂技术领域，具体涉及一种聚羧酸系高性能减水剂制备方法。


背景技术：

[0002]
减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，减少拌合用水量的混凝土外加剂；减水剂大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入减水剂后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性能，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性。聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。聚羧酸系减水剂制备过程中需要先制备聚羧酸系减水剂溶液，然后对溶液进行加热将溶液中水分蒸发，使得聚羧酸系减水剂结晶析出为细小颗粒，再对细小颗粒状的聚羧酸系减水剂进行收集后碾磨成粉末。目前在聚羧酸系减水剂制备过程中存在以下的问题：(1)目前在对聚羧酸系减水剂溶液进行加热时是将溶液装在罐体中，罐体中的溶液受热不均，水分蒸发较慢，聚羧酸系减水剂析出的速度较慢，加工效率较低；(2)罐体中的聚羧酸系减水剂溶液水分蒸发完全后，析出的聚羧酸系减水剂颗粒附着在罐体内壁上，收集过程操作不便，且收集不充分。


技术实现要素：

[0003]
(一)要解决的技术问题
[0004]
本发明提供了一种聚羧酸系高性能减水剂制备方法，目的在于解决目前聚羧酸系减水剂制备过程中存在的以下问题：(1)目前在对聚羧酸系减水剂溶液进行加热时是将溶液装在罐体中，罐体中的溶液受热不均，水分蒸发较慢，聚羧酸系减水剂析出的速度较慢，加工效率较低；(2)罐体中的聚羧酸系减水剂溶液水分蒸发完全后，析出的聚羧酸系减水剂颗粒附着在罐体内壁上，收集过程操作不便，且收集不充分。
[0005]
(二)技术方案
[0006]
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0007]
一种聚羧酸系高性能减水剂制备方法，包括以下步骤：
[0008]
步骤一、制备聚羧酸系减水剂溶液：将4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、引发剂、链转移剂、双氧水、纤维素保水材料和水混合搅拌的到混合液，向混合液中添加ph调试剂，将混合液中和至ph为7-9，得到聚羧酸系减水剂溶液。
[0009]
步骤二、加热溶液收集减水剂颗粒：对步骤一制备得到的聚羧酸系减水剂溶液进行加热，使得聚羧酸系减水剂溶液中水分蒸发，聚羧酸系减水剂析出得到颗粒，对颗粒进行收集。
[0010]
步骤三、聚羧酸系减水剂颗粒研磨：对步骤二得到的聚羧酸系减水剂颗粒进行研磨，得到聚羧酸系减水剂粉末，对聚羧酸系减水剂粉末进行灌装密封即可。
[0011]
其中，步骤二采用一种聚羧酸系高性能减水剂制备装置配合完成，所述聚羧酸系高性能减水剂制备装置包括水平的底板，底板上表面固定安装有方形的工作箱。工作箱顶
板上固定安装有输液机构。工作箱的后端板上水平滑动配合有与工作箱底板相互配合的接料板。接料板端部固定安装有把手。工作箱的两个侧板之间水平转动安装有主动辊和从动辊，主动辊和从动辊相互平行且二者的轴线垂直于工作箱的侧板。主动辊和从动辊的轴线位于同一水平高度且二者的直径大小相同。主动辊和从动辊外表面转动安装有输送带。工作箱的两个侧板之间固定安装有第一密封箱，第一密封箱的顶面开口且呈水平状态。第一密封箱顶面与输送带位于主动辊和从动辊上方的内表面相互配合。工作箱的两个侧板之间均匀固定安装有若干个位于第一密封箱内的加热棒。工作箱的两个侧板之间固定安装有第二密封箱，第二密封箱的底面开口且呈水平状态，第二密封箱底面位于输送带上方。第二密封箱的端部贯穿工作箱后端板且固定安装有连通其内部的气泵。工作箱前端板上位于输送带上方的位置水平开设有通气槽。将步骤一制备得到的聚羧酸系减水剂溶液注入输液机构中，通过输液机构将聚羧酸系减水剂溶液送至输送带外表面。通过加热棒对第一密封箱内的空气和第一密封箱上方的输送带进行加热，输送带外表面的聚羧酸系减水剂溶液受热后水分蒸发，聚羧酸系减水剂颗粒析出后附着在输送带外表面。通过气泵从第二密封箱内抽气，聚羧酸系减水剂溶液受热蒸发的水蒸气通过第二密封箱和气泵排出；外界的空气在压力作用下通过通气槽进入工作箱内。
[0012]
工作箱的两个侧板之间安装有扫刷机构。扫刷机构包括平行于主动辊且转动安装在工作箱的两个侧板之间的驱动轴，驱动轴上安装有与其轴线重合的毛刷辊，毛刷辊位于工作箱后端板和主动辊之间且毛刷辊外表面固定插接有与输送带外表面接触的刷毛。工作箱的一个侧板外壁上通过电机座水平固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动轴固定连接。驱动轴和主动辊通过传动带连接。通过驱动电机带动驱动轴和毛刷辊转动，驱动轴通过传动带带动主动辊转动，主动辊带动输送带和从动辊运动。输送带运动过程中对聚羧酸系减水剂溶液进行输送，毛刷辊转动过程中刷毛对附着在在输送带外表面的聚羧酸系减水剂颗粒进行扫刷，经扫刷后的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板上表面。工作结束后，通过把手将接料板从工作箱内抽出即可。
[0013]
作为本发明的一种优选技术方案，所述输送带外表面均匀设置有若干个沿主动辊轴向布置的橡胶条。输液机构将聚羧酸系减水剂溶液送至输送带外表面，聚羧酸系减水剂溶液汇集在相邻两个橡胶条之间，从而避免了输送带运动过程中聚羧酸系减水剂溶液发生流动，确保了聚羧酸系减水剂溶液的均匀分布，提高聚羧酸系减水剂溶液中的水分蒸发效率。
[0014]
作为本发明的一种优选技术方案，所述毛刷辊沿驱动轴轴线方向滑动配合在驱动轴上。扫刷机构还包括若干个沿毛刷辊周向均匀固定安装有毛刷辊一侧端面上的橡胶块。毛刷辊另一侧端面上固定安装有第一磁铁块。工作箱侧板内壁上围绕毛刷辊均匀固定安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。驱动轴带动毛刷辊转动时，橡胶块和第一磁铁块同步转动。第一磁铁块靠近第二磁铁块时，二者之间产生互斥力，互斥力的作用推动毛刷辊、橡胶块和第一磁铁块沿着驱动轴轴向移动，直至橡胶块抵压到工作箱侧板内壁上发生变形。当第一磁铁块远离第二磁铁块时，二者之间互斥力消失，橡胶块恢复形变过程中推动毛刷辊和第一磁铁块沿着驱动轴轴向反向移动恢复至初始位置。随着驱动轴和毛刷辊的持续转动，毛刷辊沿着驱动轴轴向产生周期性地往复运动，从而将附着在刷毛上的聚羧酸系减水剂颗粒振落，进一步提高了扫刷的效果。
[0015]
作为本发明的一种优选技术方案，所述输液机构包括储液箱、安装轴、橡胶辊和条形槽。储液箱上下贯通且竖直固定工作箱顶板上。工作箱的两侧侧板之间转动安装有贯穿储液箱两个侧板的安装轴，安装轴与主动辊相互平行。安装轴上固定安装有与其轴线重合的橡胶辊，橡胶辊的外表面与储液箱两个端板的内壁相切。橡胶辊外表面沿其周向均匀开设有若干个沿其轴向布置的条形槽。安装轴与驱动轴通过传动带连接。通过传动带带动安装轴和橡胶辊转动，条形槽内的聚羧酸系减水剂溶液输送至输送带外表面，由于橡胶辊转速恒定，且每个条形槽内体积相同，故能保证对聚羧酸系减水剂溶液进行定量输送。
[0016]
作为本发明的一种优选技术方案，所述储液箱的前端板内侧壁上开设有水平槽，水平槽内滑动配合有条形的密封板。密封板沿橡胶辊轴向布置。密封板内端面与水平槽端面之间安装有支撑弹簧。密封板外端面紧贴在橡胶辊外表面上。通过支撑弹簧的弹力作用将密封板始终紧贴在橡胶辊外表面，从而将条形槽内的空气排出，避免空气进入储液箱后气泡附着在条形槽内壁上导致对聚羧酸系减水剂溶液输送量不均的情况发生。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述工作箱两侧板之间固定安装有位于输送带内侧的水平板。水平板上滑动配合有若干个组竖直杆，每组竖直杆沿垂直于工作箱侧板的方向均匀分布。竖直杆底端固定安装有橡胶片，橡胶片与位于主动辊下方的输送带内表面相互配合。橡胶片与水平板下表面之间安装有套设在竖直杆上的复位弹簧。竖直杆顶端固定安装有第三磁铁块。工作箱两侧板之间转动安装有两个平行于主动辊的输送辊，两个输送辊之间连接有位于水平板上方的安装带。安装带外表面均匀固定安装有若干个与第三磁铁块位置对应的第四磁铁块。输送辊与驱动轴通过传动带连接。通过传动带带动输送辊和安装带运动，第四磁铁块随着安装带同步运动。当第四磁铁块靠近第三磁铁块时，二者之间产生互斥力，通过互斥力的作用推动第三磁铁块、竖直杆和橡胶片下移，复位弹簧被拉伸，直至橡胶片撞击到输送带内表面。当第四磁铁块远离第三磁铁块时，二者之间互斥力消失，通过复位弹簧的弹力作用带动第三磁铁块、竖直杆和橡胶片上移恢复至初始高度。随着安装带和第四磁铁块的持续运动，橡胶片依次产生周期性地上下移动，从而对输送带表面产生周期性地敲击，使得输送带产生振动，将附着在输送带外表面的残余聚羧酸系减水剂颗粒振落，残余的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板的上表面。
[0018]
作为本发明的一种优选技术方案，所述工作箱两侧板之间水平固定安装有位于安装带内侧的安装板，安装板下表面转动安装有若干组滚筒。滚筒表面与位于输送辊下方的安装带内表面相切。安装带运动过程中，滚筒贴附在安装带内表面滚动，对安装带起到支撑限位的作用，避免第四磁铁块和第三磁铁块的互斥力带动安装带上移，从而保证了第三磁铁块、竖直杆和橡胶片能够在互斥力作用下向下移动对输送带表面进行敲击。
[0019]
(三)有益效果
[0020]
本发明至少具有如下有益效果：
[0021]
(1)本发明解决了目前聚羧酸系减水剂制备过程中存在的以下问题：在对聚羧酸系减水剂溶液进行加热时是将溶液装在罐体中，罐体中的溶液受热不均，水分蒸发较慢，聚羧酸系减水剂析出的速度较慢，加工效率较低；罐体中的聚羧酸系减水剂溶液水分蒸发完全后，析出的聚羧酸系减水剂颗粒附着在罐体内壁上，收集过程操作不便，且收集不充分。
[0022]
(2)本发明对聚羧酸系减水剂溶液进行加热蒸发时，通过将聚羧酸系减水剂溶液均匀分布在输送带表面，再对输送带进行加热，使得聚羧酸系减水剂溶液受热均匀，聚羧酸
系减水剂溶液中水分蒸发以及聚羧酸系减水剂析出速度变快，提高了加工的效率。
[0023]
(3)本发明通过毛刷辊对输送带表面的聚羧酸系减水剂颗粒进行扫刷，实现一次收集；橡胶片对输送带进行敲击振动，将残余的聚羧酸系减水剂颗粒振落，实现二次收集；两次收集都可在在输送带不停运的情况下进行，收集过程操作方便且收集充分。
附图说明
[0024]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0025]
图1为本发明实施例中聚羧酸系高性能减水剂制备方法的步骤图；
[0026]
图2为本发明实施例中聚羧酸系高性能减水剂制备装置的立体结构示意图；
[0027]
图3为本发明实施例中聚羧酸系高性能减水剂制备装置的内部结构示意图；
[0028]
图4为本发明实施例中聚羧酸系高性能减水剂制备装置的侧视图；
[0029]
图5为本发明实施例中扫刷机构的结构示意图；
[0030]
图6为图3中a处的放大示意图；
[0031]
图7为图3中b处的放大示意图。
[0032]
图中：1-底板、2-工作箱、3-输液机构、31-储液箱、32-安装轴、33-橡胶辊、34-条形槽、35-水平槽、36-密封板、37-支撑弹簧、4-接料板、5-把手、6-主动辊、7-从动辊、8-输送带、9-第一密封箱、10-加热棒、11-第二密封箱、12-气泵、13-通气槽、14-扫刷机构、141-驱动轴、142-毛刷辊、143-橡胶块、144-第一磁铁块、145-第二磁铁块、15-驱动电机、16-传动带、17-橡胶条、18-水平板、19-竖直杆、20-橡胶片、21-复位弹簧、22-第三磁铁块、23-输送辊、24-安装带、25-第四磁铁块、26-安装板、27-滚筒。
具体实施方式
[0033]
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0034]
如图1所示，本实施例提供了一种聚羧酸系高性能减水剂制备方法，包括以下步骤：
[0035]
步骤一、制备聚羧酸系减水剂溶液：将4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、引发剂、链转移剂、双氧水、纤维素保水材料和水混合搅拌的到混合液，向混合液中添加ph调试剂，将混合液中和至ph为7-9，得到聚羧酸系减水剂溶液。
[0036]
步骤二、加热溶液收集减水剂颗粒：对步骤一制备得到的聚羧酸系减水剂溶液进行加热，使得聚羧酸系减水剂溶液中水分蒸发，聚羧酸系减水剂析出得到颗粒，对颗粒进行收集。
[0037]
步骤三、聚羧酸系减水剂颗粒研磨：对步骤二得到的聚羧酸系减水剂颗粒进行研磨，得到聚羧酸系减水剂粉末，对聚羧酸系减水剂粉末进行灌装密封即可。
[0038]
其中，步骤二采用如图2至图7所示一种聚羧酸系高性能减水剂制备装置配合完成，所述聚羧酸系高性能减水剂制备装置包括水平的底板1，底板1上表面固定安装有方形的工作箱2。工作箱2顶板上固定安装有输液机构3。工作箱2的后端板上水平滑动配合有与工作箱2底板相互配合的接料板4。接料板4端部固定安装有把手5。工作箱2的两个侧板之间水平转动安装有主动辊6和从动辊7，主动辊6和从动辊7相互平行且二者的轴线垂直于工作
箱2的侧板。主动辊6和从动辊7的轴线位于同一水平高度且二者的直径大小相同。主动辊6和从动辊7外表面转动安装有输送带8。工作箱2的两个侧板之间固定安装有第一密封箱9，第一密封箱9的顶面开口且呈水平状态。第一密封箱9顶面与输送带8位于主动辊6和从动辊7上方的内表面相互配合。工作箱2的两个侧板之间均匀固定安装有若干个位于第一密封箱9内的加热棒10。工作箱2的两个侧板之间固定安装有第二密封箱11，第二密封箱11的底面开口且呈水平状态，第二密封箱11底面位于输送带8上方。第二密封箱11的端部贯穿工作箱2后端板且固定安装有连通其内部的气泵12。工作箱2前端板上位于输送带8上方的位置水平开设有通气槽13。
[0039]
工作箱2的两个侧板之间安装有扫刷机构14。扫刷机构14包括平行于主动辊6且转动安装在工作箱2的两个侧板之间的驱动轴141，驱动轴141上安装有与其轴线重合的毛刷辊142，毛刷辊142位于工作箱2后端板和主动辊6之间且毛刷辊142外表面固定插接有与输送带8外表面接触的刷毛。工作箱2的一个侧板外壁上通过电机座水平固定安装有驱动电机15，驱动电机15的输出轴与驱动轴141固定连接。驱动轴141和主动辊6通过传动带16连接。通过驱动电机15带动驱动轴141和毛刷辊142转动，驱动轴141通过传动带16带动主动辊6转动，主动辊6带动输送带8和从动辊7运动。输送带8运动过程中对聚羧酸系减水剂溶液进行输送，毛刷辊142转动过程中刷毛对附着在在输送带8外表面的聚羧酸系减水剂颗粒进行扫刷，经扫刷后的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板4上表面。工作结束后，通过把手5将接料板4从工作箱2内抽出即可。毛刷辊142沿驱动轴141轴线方向滑动配合在驱动轴141上。扫刷机构14还包括若干个沿毛刷辊142周向均匀固定安装有毛刷辊142一侧端面上的橡胶块143。毛刷辊142另一侧端面上固定安装有第一磁铁块144。工作箱2侧板内壁上围绕毛刷辊142均匀固定安装有若干个与第一磁铁块144位置对应的第二磁铁块145。驱动轴141带动毛刷辊142转动时，橡胶块143和第一磁铁块144同步转动。第一磁铁块144靠近第二磁铁块145时，二者之间产生互斥力，互斥力的作用推动毛刷辊142、橡胶块143和第一磁铁块144沿着驱动轴141轴向移动，直至橡胶块143抵压到工作箱2侧板内壁上发生变形。当第一磁铁块144远离第二磁铁块145时，二者之间互斥力消失，橡胶块143恢复形变过程中推动毛刷辊142和第一磁铁块144沿着驱动轴141轴向反向移动恢复至初始位置。随着驱动轴141和毛刷辊142的持续转动，毛刷辊142沿着驱动轴141轴向产生周期性地往复运动，从而将附着在刷毛上的聚羧酸系减水剂颗粒振落，进一步提高了扫刷的效果。
[0040]
输送带8外表面均匀设置有若干个沿主动辊6轴向布置的橡胶条17。输液机构3将聚羧酸系减水剂溶液送至输送带8外表面，聚羧酸系减水剂溶液汇集在相邻两个橡胶条17之间，从而避免了输送带8运动过程中聚羧酸系减水剂溶液发生流动，确保了聚羧酸系减水剂溶液的均匀分布，提高聚羧酸系减水剂溶液中的水分蒸发效率。
[0041]
输液机构3包括储液箱31、安装轴32、橡胶辊33、条形槽34、水平槽35、密封板36和支撑弹簧37。储液箱31上下贯通且竖直固定工作箱2顶板上。工作箱2的两侧侧板之间转动安装有贯穿储液箱31两个侧板的安装轴32，安装轴32与主动辊6相互平行。安装轴32上固定安装有与其轴线重合的橡胶辊33，橡胶辊33的外表面与储液箱31两个端板的内壁相切。橡胶辊33外表面沿其周向均匀开设有若干个沿其轴向布置的条形槽34。安装轴32与驱动轴141通过传动带16连接。通过传动带16带动安装轴32和橡胶辊33转动，条形槽34内的聚羧酸系减水剂溶液输送至输送带8外表面，由于橡胶辊33转速恒定，且每个条形槽34内体积相
同，故能保证对聚羧酸系减水剂溶液进行定量输送。储液箱31的前端板内侧壁上开设有水平槽35，水平槽35内滑动配合有条形的密封板36。密封板36沿橡胶辊33轴向布置。密封板36内端面与水平槽35端面之间安装有支撑弹簧37。密封板36外端面紧贴在橡胶辊33外表面上。通过支撑弹簧37的弹力作用将密封板36始终紧贴在橡胶辊33外表面，从而将条形槽34内的空气排出，避免空气进入储液箱31后气泡附着在条形槽34内壁上导致对聚羧酸系减水剂溶液输送量不均的情况发生。
[0042]
工作箱2两侧板之间固定安装有位于输送带8内侧的水平板18。水平板18上滑动配合有若干个组竖直杆19，每组竖直杆19沿垂直于工作箱2侧板的方向均匀分布。竖直杆19底端固定安装有橡胶片20，橡胶片20与位于主动辊6下方的输送带8内表面相互配合。橡胶片20与水平板18下表面之间安装有套设在竖直杆19上的复位弹簧21。竖直杆19顶端固定安装有第三磁铁块22。工作箱2两侧板之间转动安装有两个平行于主动辊6的输送辊23，两个输送辊23之间连接有位于水平板18上方的安装带24。安装带24外表面均匀固定安装有若干个与第三磁铁块22位置对应的第四磁铁块25。输送辊23与驱动轴141通过传动带16连接。通过传动带16带动输送辊23和安装带24运动，第四磁铁块25随着安装带24同步运动。当第四磁铁块25靠近第三磁铁块22时，二者之间产生互斥力，通过互斥力的作用推动第三磁铁块22、竖直杆19和橡胶片20下移，复位弹簧21被拉伸，直至橡胶片20撞击到输送带8内表面。当第四磁铁块25远离第三磁铁块22时，二者之间互斥力消失，通过复位弹簧21的弹力作用带动第三磁铁块22、竖直杆19和橡胶片20上移恢复至初始高度。随着安装带24和第四磁铁块25的持续运动，橡胶片20依次产生周期性地上下移动，从而对输送带8表面产生周期性地敲击，使得输送带8产生振动，将附着在输送带8外表面的残余聚羧酸系减水剂颗粒振落，残余的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板4的上表面。工作箱2两侧板之间水平固定安装有位于安装带24内侧的安装板26，安装板26下表面转动安装有若干组滚筒27。滚筒27表面与位于输送辊23下方的安装带24内表面相切。安装带24运动过程中，滚筒27贴附在安装带24内表面滚动，对安装带24起到支撑限位的作用，避免第四磁铁块25和第三磁铁块22的互斥力带动安装带24上移，从而保证了第三磁铁块22、竖直杆19和橡胶片20能够在互斥力作用下向下移动对输送带8表面进行敲击。
[0043]
本实施例中聚羧酸系高性能减水剂制备装置的工作过程如下：将步骤一制备得到的聚羧酸系减水剂溶液注入输液机构3中，通过输液机构3将聚羧酸系减水剂溶液送至输送带8外表面。通过加热棒10对第一密封箱9内的空气和第一密封箱9上方的输送带8进行加热，输送带8外表面的聚羧酸系减水剂溶液受热后水分蒸发，聚羧酸系减水剂颗粒析出后附着在输送带8外表面。通过气泵12从第二密封箱11内抽气，聚羧酸系减水剂溶液受热蒸发的水蒸气通过第二密封箱11和气泵12排出；外界的空气在压力作用下通过通气槽13进入工作箱2内。通过驱动电机15带动驱动轴141和毛刷辊142转动，驱动轴141通过传动带16带动主动辊6转动，主动辊6带动输送带8和从动辊7运动。输送带8运动过程中对聚羧酸系减水剂溶液进行输送，毛刷辊142转动过程中刷毛对附着在在输送带8外表面的聚羧酸系减水剂颗粒进行扫刷，经扫刷后的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板4上表面。通过传动带16带动输送辊23和安装带24运动，第四磁铁块25随着安装带24同步运动。橡胶片20依次产生周期性地上下移动，从而对输送带8表面产生周期性地敲击，使得输送带8产生振动，将附着在输送带8外表面的残余聚羧酸系减水剂颗粒振落，残余的聚羧酸系减水剂颗粒下落至接料板4的上
表面。工作结束后，通过把手5将接料板4从工作箱2内抽出即可。
[0044]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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