本发明属于破碎剂制备
技术领域：
，具体涉及一种静态破碎剂的制备方法。
背景技术：
：静态破碎剂又称胀裂剂、膨胀破碎剂、无声破碎剂等，是为破碎岩石、混凝土等介质等材料而研制的一种新型的粉状材料。静态破碎剂的成分以氧化钙（cao）为主，并包含少量的无机盐化合物和有机复合添加剂。无机盐化合物和有机复合添加剂在整个静态破碎剂中以缓凝剂，减水剂和水硬性物质等形式存在。静态破碎剂是一种利用材料膨胀力达到破碎切割脆性介质的新材料，可广泛应用于岩石和混凝土破碎，以及石材及各种贵重脆性材料的切割和开采中。具有无冲击波、无震动、无飞石、无噪音及无有害气体危害的特点。静态破碎剂是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、钦等元素的物质，属于非燃、非爆、无毒物品，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土构筑物或岩石悄悄地破碎。随着石材工业的不断发展，城市拆迁量的不断加大，人们对岩石和混凝土的破碎越来越重视。目前使用较多的是人工开砸或用炸药爆破解决这类问题，但用人工的办法效率太低，并且成本相对较高；而使用炸药爆破，会产生震动，冲击波，粉尘和飞石，具有一定的危险性，并且会导致石料成材率偏低，不规则，甚至导致内伤。静态爆破法是在被破碎体上钻孔，将与水按照一定比例混合均匀的静态破碎剂浆体注入孔中静置，随着水化反应的进行，静态破碎剂浆体体积膨胀产生的膨胀压作用于孔壁时，使钻孔周边产生环向拉应力，导致被破碎体沿钻孔布置方向开裂，使被破碎体产生裂缝达到破碎的目的；该法爆破力较易控制，破碎过程中无震动、无飞石、无噪音、不产生瓦斯，并且对被破碎物的其他部分不产生不利影响；当静态破碎剂应用于石材的破碎和切割时，不需考虑用药量，引爆装置，防爆措施，施工时间以及复杂的设计计算。静态破碎剂一般是由氧化钙，氧化镁等为主要原料，氧化钙来源丰富，易得，价格低廉，现在一般采用氧化钙。氧化钙可从石灰石锻烧制成的生石灰获得，也可从锻烧白云石获得。它与水反应生成氢氧化钙固体后，放出热量，同时发生体积膨胀，产生膨胀压力。当处于被破碎物体的封闭的装料孔中时，固体牢固地挤压在孔料中，对孔壁作功，使物体破碎。从热力学分析，氧化钙和水很易反应完全，反应速度很快。实际使用中易出现问题，在浆体施工时，在破碎剂与水搅拌混合过程中，就有一部分氧化钙与水反应，这样就损失掉了一些膨胀作功的能量，降低了破碎效果，膨胀压力较低，钻孔数量多，开裂时间长，对钢筋混凝土破碎效果欠佳，同时在使用时由于反应迅速，积聚大量热能。温度可上升到100℃以上，使尚未反应的水大量气化，物料容易喷射出来，伤害施工者的眼睛和头部。目前市场上的静态破碎剂的水化反应速度缓慢，通常需要经过数小时甚至十几小时才能起到破碎效果，破碎效率较低，膨胀压力较低，开裂时间长，破碎效果差。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前常用静态破碎剂的膨胀压力较低，开裂时间长，破碎效果差的问题，提供一种静态破碎剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种静态破碎剂的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：（1）于40~55℃，按质量比4：1~2：16~25取聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、稀释剂混合搅拌，得纺丝液，取纺丝液压缩挤出，得纤维网状物，取纤维网状物干燥，得纳米纤维网，取纳米纤维网按质量比1：10~15加入浸渍液混合，浸渍，滤出纳米纤维网烘干，得改性纳米纤维网，备用；（2）按质量比4~8：3：1：1取镧粉、镁粉、镍粉、铝粉混合球磨，于40~55℃，取球磨料按质量比8~13：3：0.1：1：10加入预处理田螺料、含硅料、仿纳米脂质体、水混合搅拌，得复合料，于30~45℃，在复合料中按通入h2，加压，保压，减压，出料，冷冻粉碎过筛，收集过筛物，得贮氢颗粒，备用；（3）按质量比1：3~6：0.1：15取膨润土、海泡石、淀粉、水混合搅拌，得混合料，取混合料微波处理，得微波处理料，取微波处理料按质量比12~20：1加入添加剂混合研磨，得复混料；（4）按质量份数计，取20~35份备用的改性纳米纤维网、14~23份备用的贮氢颗粒、7~12份复混料、1~3份酒石酸、1~4份碳酸氢钠、3~6份减水剂、1~4份缓凝剂、30~50份水混合搅拌，减压蒸发，粉碎过筛，即得静态破碎剂。所述步骤（1）中的浸渍液：按质量比1：20~30取二亚苄基山梨醇、正丁醇混合，即得浸渍液。所述步骤（1）中的空气压缩机高速气流的条件为：控制压力为0.08~0.12mpa，进料速度10~14ml/l，厚度0.5mm，接收距离90~100cm。所述步骤（1）中的稀释剂：按质量比1：2~5取三醋酸甘油酯、二甲基甲酰胺混合，即得稀释剂。所述步骤（2）中的预处理田螺料：取田螺按质量比12~20：1~3加入甘油混合研磨，于450~550℃热处理，升温至700~900℃，保温，冷却，出料，即得预处理田螺料。所述步骤（2）中的含硅料：按质量比3~7：1：0.1取含氢硅油、三甲基氯硅烷、聚二甲基硅氧烷混合，即得含硅料。所述步骤（2）中的仿纳米脂质体：按质量比2~5：1：0.01取卵磷脂、硬脂酸酰胺、聚乙烯吡咯烷酮超声处理，出料，即得仿纳米脂质体。所述步骤（3）中的添加剂：按质量比1：2~5取月桂醇聚醚硫酸酯钠、白蔗糖混合，即得添加剂。所述步骤（4）中的减水剂：按质量比1：2~5取木质磺酸钠、氯化铝混合，即得减水剂。所述步骤（4）中的补强剂：按质量比1：1~3：1取硅粉、白炭黑、羧甲基纤维素混合，即得补强剂。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯等共混，作为纺丝液，进行高速纺丝和干燥，并以醇液浸渍，通过有机小分子成分的作用，能够采用“自下而上”的方法通过非共价键相互作用力使得纳米纤维网在多孔介质中具有自组装特性，能够很好的调节本静态破碎剂内部的稳定性，并且可表现出质子传导性能、单电池性能，能够在应用时提供一定的电化学腐蚀作用，便于破碎的高效进行，能够相对的提高静态破碎的膨胀压力，减少开裂时间，提高破碎效果；（2）本发明镧粉、镁粉、镍粉、铝粉混合球磨，并掺入仿纳米脂质体、含硅成分共混提供成膜及稳定效果，通入氢气加压等过程制储氢颗粒，即金属氢化物，部分金属成分也可通过发生氧化反应释放大量的热量，提供破碎剂反应所需热量，改善破碎剂水化速率，从而增强破碎剂破碎效率，在应用时通过共混水热作用下释放氢气，产生爆裂效果，与此同时，本发明加入了由膨润土、海泡石、淀粉等构成的复混料，此三种主要成分都能够在遇水作用下产生不同程度的膨胀，能够以自身的多层次膨胀提高静态破碎的效果，又可提供立体多层次的缓冲防爆裂作用，使得氢气的释放及爆裂控制在可控的范围内，提供较大的膨胀压力，减少开裂时间，便于更好的完成破碎；（3）本发明以有机大分子物质等纺丝制纳米纤维网成分，提供电化学腐蚀作用，提高破碎效果，以多种金属粉末共混，配合仿纳米脂质体等提升对氢气的贮存效果，后续应用时可通过氢气的爆裂提高破碎强度及效果，并结合多种遇水膨化的物质，形成不同层次的辅助膨胀破碎效果，又可调节氢气爆裂的程度，稳定提升破碎效果，本发明针对目前常用静态破碎剂的膨胀压力较低，开裂时间长，破碎效果差的问题，改善效果显著，具有很好的应用前景。具体实施方式浸渍液：按质量比1：20~30取二亚苄基山梨醇、正丁醇混合，即得浸渍液。预处理田螺料的制备：取田螺按质量比12~20：1~3加入甘油混合研磨1~3h，于450~550℃马弗炉热处理1~3h，升温至700~900℃，保温1~2h，自然冷却至室温，出料，即得预处理田螺料。减水剂：按质量比1：2~5取木质磺酸钠、氯化铝混合，即得减水剂。补强剂：按质量比1：1~3：1取硅粉、白炭黑、羧甲基纤维素混合，即得补强剂。稀释剂：按质量比1：2~5取三醋酸甘油酯、二甲基甲酰胺混合，即得稀释剂。含硅料：按质量比3~7：1：0.1取含氢硅油、三甲基氯硅烷、聚二甲基硅氧烷混合，即得含硅料。添加剂：按质量比1：2~5取月桂醇聚醚硫酸酯钠、白蔗糖混合，即得添加剂。仿纳米脂质体：按质量比2~5：1：0.01取卵磷脂、硬脂酸酰胺、聚乙烯吡咯烷酮于超声波震荡仪，以45~55khz频率超声处理8~15min，出料，即得仿纳米脂质体。一种静态破碎剂的制备方法，包括如下步骤：（1）于水浴40~55℃，按质量比4：1~2：16~25取聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、稀释剂混合，以400~700r/min磁力搅拌40~60min，得纺丝液，取纺丝液于空气压缩机高速气流作用，控制压力为0.08~0.12mpa，进料速度10~14ml/l，厚度0.5mm，接收距离90~100cm，经喷丝头挤出，使得纤维无序地叠落在接受装置上形成纤维网状物，取纤维网状物于55~70℃干燥3~5h，得纳米纤维网，取纳米纤维网按质量比1：10~15加入浸渍液混合，以45~60℃保温浸渍1~3h，滤出纳米纤维网烘干，得改性纳米纤维网，备用；（2）按质量比4~8：3：1：1取镧粉、镁粉、镍粉、铝粉于球磨罐混合，以180~230r/min球磨3~5h，于40~55℃，取球磨料按质量比8~13：3：0.1：1：10加入预处理田螺料、含硅料、仿纳米脂质体、水混合，以500~800r/min搅拌35~60min，得复合料，于30~45℃，在复合料中按20~45ml/min通入h2，加压至1.4~1.8mpa，保压15~25min，自然减压至常用，出料，移至冷冻粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛物，得贮氢颗粒，备用；（3）按质量比1：3~6：0.1：15取膨润土、海泡石、淀粉、水混合，以350~550r/min搅拌40~60min，得混合料，取混合料于微波炉以300w频率处理5~10min，得微波处理料，取微波处理料按质量比12~20：1加入添加剂混合研磨40~60min，得复混料；（4）按质量份数计，取20~35份备用的改性纳米纤维网、14~23份备用的贮氢颗粒、7~12份复混料、1~3份酒石酸、1~4份碳酸氢钠、3~6份减水剂、1~4份缓凝剂、30~50份水于反应釜混合，以400~700r/min磁力搅拌35~60min，减压蒸发至恒重，粉碎过80目筛，即得静态破碎剂。实施例1浸渍液：按质量比1：20取二亚苄基山梨醇、正丁醇混合，即得浸渍液。预处理田螺料的制备：取田螺按质量比12：1加入甘油混合研磨1h，于450℃马弗炉热处理1h，升温至700℃，保温1h，自然冷却至室温，出料，即得预处理田螺料。减水剂：按质量比1：2取木质磺酸钠、氯化铝混合，即得减水剂。补强剂：按质量比1：1：1取硅粉、白炭黑、羧甲基纤维素混合，即得补强剂。稀释剂：按质量比1：2取三醋酸甘油酯、二甲基甲酰胺混合，即得稀释剂。含硅料：按质量比3：1：0.1取含氢硅油、三甲基氯硅烷、聚二甲基硅氧烷混合，即得含硅料。添加剂：按质量比1：2取月桂醇聚醚硫酸酯钠、白蔗糖混合，即得添加剂。仿纳米脂质体：按质量比2：1：0.01取卵磷脂、硬脂酸酰胺、聚乙烯吡咯烷酮于超声波震荡仪，以45khz频率超声处理8min，出料，即得仿纳米脂质体。一种静态破碎剂的制备方法，包括如下步骤：（1）于水浴40℃，按质量比4：1：16取聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、稀释剂混合，以400r/min磁力搅拌40min，得纺丝液，取纺丝液于空气压缩机高速气流作用，控制压力为0.08mpa，进料速度10ml/l，厚度0.5mm，接收距离90cm，经喷丝头挤出，使得纤维无序地叠落在接受装置上形成纤维网状物，取纤维网状物于55℃干燥3h，得纳米纤维网，取纳米纤维网按质量比1：10加入浸渍液混合，以45℃保温浸渍1h，滤出纳米纤维网烘干，得改性纳米纤维网，备用；（2）按质量比4：3：1：1取镧粉、镁粉、镍粉、铝粉于球磨罐混合，以180r/min球磨3h，于40℃，取球磨料按质量比8：3：0.1：1：10加入预处理田螺料、含硅料、仿纳米脂质体、水混合，以500r/min搅拌35min，得复合料，于30℃，在复合料中按20ml/min通入h2，加压至1.4mpa，保压15min，自然减压至常用，出料，移至冷冻粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛物，得贮氢颗粒，备用；（3）按质量比1：3：0.1：15取膨润土、海泡石、淀粉、水混合，以350r/min搅拌40min，得混合料，取混合料于微波炉以300w频率处理5min，得微波处理料，取微波处理料按质量比12：1加入添加剂混合研磨40min，得复混料；（4）按质量份数计，取20份备用的改性纳米纤维网、14份备用的贮氢颗粒、7份复混料、1份酒石酸、1份碳酸氢钠、3份减水剂、1份缓凝剂、30份水于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌35min，减压蒸发至恒重，粉碎过80目筛，即得静态破碎剂。实施例2浸渍液：按质量比1：25取二亚苄基山梨醇、正丁醇混合，即得浸渍液。预处理田螺料的制备：取田螺按质量比16：2加入甘油混合研磨2h，于500℃马弗炉热处理2h，升温至800℃，保温1.5h，自然冷却至室温，出料，即得预处理田螺料。减水剂：按质量比1：3取木质磺酸钠、氯化铝混合，即得减水剂。补强剂：按质量比1：2：1取硅粉、白炭黑、羧甲基纤维素混合，即得补强剂。稀释剂：按质量比1：4取三醋酸甘油酯、二甲基甲酰胺混合，即得稀释剂。含硅料：按质量比5：1：0.1取含氢硅油、三甲基氯硅烷、聚二甲基硅氧烷混合，即得含硅料。添加剂：按质量比1：3取月桂醇聚醚硫酸酯钠、白蔗糖混合，即得添加剂。仿纳米脂质体：按质量比4：1：0.01取卵磷脂、硬脂酸酰胺、聚乙烯吡咯烷酮于超声波震荡仪，以50khz频率超声处理11min，出料，即得仿纳米脂质体。一种静态破碎剂的制备方法，包括如下步骤：（1）于水浴47℃，按质量比4：1.5：20取聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、稀释剂混合，以550r/min磁力搅拌50min，得纺丝液，取纺丝液于空气压缩机高速气流作用，控制压力为0.10mpa，进料速度12ml/l，厚度0.5mm，接收距离95cm，经喷丝头挤出，使得纤维无序地叠落在接受装置上形成纤维网状物，取纤维网状物于62℃干燥4h，得纳米纤维网，取纳米纤维网按质量比1：12加入浸渍液混合，以52℃保温浸渍2h，滤出纳米纤维网烘干，得改性纳米纤维网，备用；（2）按质量比6：3：1：1取镧粉、镁粉、镍粉、铝粉于球磨罐混合，以205r/min球磨4h，于47℃，取球磨料按质量比10：3：0.1：1：10加入预处理田螺料、含硅料、仿纳米脂质体、水混合，以650r/min搅拌47min，得复合料，于37℃，在复合料中按32ml/min通入h2，加压至1.6mpa，保压20min，自然减压至常用，出料，移至冷冻粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛物，得贮氢颗粒，备用；（3）按质量比1：5：0.1：15取膨润土、海泡石、淀粉、水混合，以450r/min搅拌50min，得混合料，取混合料于微波炉以300w频率处理7min，得微波处理料，取微波处理料按质量比16：1加入添加剂混合研磨50min，得复混料；（4）按质量份数计，取27份备用的改性纳米纤维网、18份备用的贮氢颗粒、10份复混料、2份酒石酸、3份碳酸氢钠、5份减水剂、3份缓凝剂、40份水于反应釜混合，以550r/min磁力搅拌47min，减压蒸发至恒重，粉碎过80目筛，即得静态破碎剂。实施例3浸渍液：按质量比1：30取二亚苄基山梨醇、正丁醇混合，即得浸渍液。预处理田螺料的制备：取田螺按质量比20：3加入甘油混合研磨3h，于550℃马弗炉热处理3h，升温至900℃，保温2h，自然冷却至室温，出料，即得预处理田螺料。减水剂：按质量比1：5取木质磺酸钠、氯化铝混合，即得减水剂。补强剂：按质量比1：3：1取硅粉、白炭黑、羧甲基纤维素混合，即得补强剂。稀释剂：按质量比1：5取三醋酸甘油酯、二甲基甲酰胺混合，即得稀释剂。含硅料：按质量比7：1：0.1取含氢硅油、三甲基氯硅烷、聚二甲基硅氧烷混合，即得含硅料。添加剂：按质量比1：5取月桂醇聚醚硫酸酯钠、白蔗糖混合，即得添加剂。仿纳米脂质体：按质量比5：1：0.01取卵磷脂、硬脂酸酰胺、聚乙烯吡咯烷酮于超声波震荡仪，以55khz频率超声处理15min，出料，即得仿纳米脂质体。一种静态破碎剂的制备方法，包括如下步骤：（1）于水浴55℃，按质量比4：2：25取聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸酯、稀释剂混合，以700r/min磁力搅拌60min，得纺丝液，取纺丝液于空气压缩机高速气流作用，控制压力为0.12mpa，进料速度14ml/l，厚度0.5mm，接收距离100cm，经喷丝头挤出，使得纤维无序地叠落在接受装置上形成纤维网状物，取纤维网状物于70℃干燥5h，得纳米纤维网，取纳米纤维网按质量比1：15加入浸渍液混合，以60℃保温浸渍3h，滤出纳米纤维网烘干，得改性纳米纤维网，备用；（2）按质量比8：3：1：1取镧粉、镁粉、镍粉、铝粉于球磨罐混合，以230r/min球磨5h，于55℃，取球磨料按质量比13：3：0.1：1：10加入预处理田螺料、含硅料、仿纳米脂质体、水混合，以800r/min搅拌60min，得复合料，于45℃，在复合料中按45ml/min通入h2，加压至1.8mpa，保压25min，自然减压至常用，出料，移至冷冻粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛物，得贮氢颗粒，备用；（3）按质量比1：6：0.1：15取膨润土、海泡石、淀粉、水混合，以550r/min搅拌60min，得混合料，取混合料于微波炉以300w频率处理10min，得微波处理料，取微波处理料按质量比20：1加入添加剂混合研磨60min，得复混料；（4）按质量份数计，取35份备用的改性纳米纤维网、23份备用的贮氢颗粒、12份复混料、3份酒石酸、4份碳酸氢钠、6份减水剂、4份缓凝剂、50份水于反应釜混合，以700r/min磁力搅拌60min，减压蒸发至恒重，粉碎过80目筛，即得静态破碎剂。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性纳米纤维网。对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少贮氢颗粒。对比例2：市售的静态破碎剂。（主要成分：氧化钙、无机盐化合物、有机复合添加剂、氧化镁）将实施例与对比例所得静态破碎剂按照jc506-008进行测试，测试结果如表1所示：表1：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3膨胀压力/mpa135.3125.5120.987.390.153.1开裂时间/h1.52.53578破碎效率/%96.495.892.389.788.375.3综合上述，本发明所得的静态破碎剂静态破碎剂膨胀压力大，反应速度快，耐候性较好，经试验证明无冲孔现象的发生，具有操作简单和安全的特点。相比于市售产品效果更好，值得大力推广。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，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。当前第1页12