一种减水剂制备工艺的制作方法

[0001]
本发明属于减水剂技术领域，具体涉及一种减水剂制备工艺。


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，有聚羧酸系高性能减水剂和脂肪族系减水剂等。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。目前在脂肪族系减水剂的制备过程中存在以下的问题：(1)脂肪族系减水剂的原料中含有甲醛，制备过程中甲醛受热后容易挥发，导致原料中甲醛的比重减少，影响了脂肪族系减水剂的性能；(2)对脂肪族系减水剂的原料进行加热时，脂肪族系减水剂原料受热不均，同样会对脂肪族系减水剂的性能造成不利影响。


技术实现要素：

[0003]
(一)要解决的技术问题
[0004]
本发明提供了一种减水剂制备工艺，目的在于解决目前脂肪族系减水剂的制备过程中存在的以下问题：(1)脂肪族系减水剂的原料中含有甲醛，制备过程中甲醛受热后容易挥发，导致原料中甲醛的比重减少，影响了脂肪族系减水剂的性能；(2)对脂肪族系减水剂的原料进行加热时，脂肪族系减水剂原料受热不均，同样会对脂肪族系减水剂的性能造成不利影响。
[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]
一种减水剂制备工艺，包括以下步骤：
[0008]
步骤一、制备第一混合液：将甲醛溶液和乙醛混合搅拌后，加热静置，得到第一混合液。
[0009]
步骤二、制备第二混合液：将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、丙酮酸、水、hsc减水激发剂、氨基苯磺酸和木质素磺酸钠混合搅拌后静置，向其中滴加第一混合液，得到第二混合液。
[0010]
步骤三、加入引气和缓凝：向第二混合液中加入引气剂和木质磺酸钙盐，即得减水剂。
[0011]
其中，步骤一采用一种减水剂制备装置配合完成，所述减水剂制备装置包括顶面开口的罐体，罐体内部竖直开设有圆柱形的工作腔，罐体顶部水平安装有与工作腔相互配合的盖板。罐体底板上竖直贯穿开设有入液口和出液口，入液口和出液口处配合有密封塞。罐体底板下表面通过电机座竖直固定安装有第一电机，第一电机的输出端固定安装有贯穿罐体底板且与工作腔轴线重合的第一转轴。第一转轴上安装有搅动机构。盖板上表面通过电机座竖直固定安装有第二电机，第二电机的输出端固定安装有贯穿盖板且与工作腔轴线重合的第二转轴。盖板下方安装有冷凝机构。
[0012]
冷凝机构包括安装筒、容纳腔、金属棒、水槽、第一磁铁块和第二磁铁块。安装筒为
圆柱形且与第二转轴轴线重合，安装筒底面竖直开设有与其轴线重合的容纳腔。安装筒顶板与第二转轴竖直滑动配合。安装筒顶板下表面均匀固定安装有若干个竖直的金属棒。安装筒顶板内部开设有水槽，金属棒顶部位于水槽内。安装筒顶板上表面围绕第二转轴均匀安装有若干个第一磁铁块。盖板下表面围绕第二转轴均匀安装有若干个与第一磁铁块位置对应的第二磁铁块。通过入液口将甲醛溶液和乙醛送入工作腔内，然后通过密封塞关闭入液口。通过第一电机带动第一转轴和搅动机构转动，搅动机构对甲醛溶液和乙醛混合液进行搅拌。通过第二电机带动第二转轴和安装筒高速转动。混合液受热后甲醛挥发至安装筒内，温度较高的甲醛接触到温度较低的金属棒后在金属棒表面冷凝。随着安装筒高速转动，金属棒表面的甲醛受到离心力作用被甩到安装筒内壁上，甲醛沿着安装筒内壁下滑并最终滴落至甲醛溶液和乙醛混合液中。水槽中装有冷却水，通过冷却水对金属棒进行冷却，确保金属棒温度始终低于挥发的甲醛的温度，从而保证了冷凝的效果。随着安装筒持续转动，第一磁铁块和第二磁铁块之间周期性地产生吸引力，通过吸引力的作用带动安装筒和金属棒产生高频上下振动，从而将安装筒内壁上冷凝的甲醛振落，确保甲醛都能回落至甲醛溶液和乙醛混合液中。
[0013]
工作腔侧壁上固定安装有圆锥形的金属板，金属板顶部与安装筒外侧壁滑动配合。金属板内安装有若干圈加热丝。金属板下表面竖直固定安装有若干个中空结构的金属杆，金属杆底端位于搅动机构上方。通过加热丝对金属板进行加热，金属板将热量传递给金属杆，金属杆将热量传递给甲醛溶液和乙醛混合液，对混合液进行加热。
[0014]
作为本发明的一种优选技术方案，所述金属板的上表面固定安装有一层与其相互配合的泡沫板，以保证金属板的热量传递给金属杆，避免热量散失。
[0015]
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装筒外侧壁上安装有与金属板顶部相互配合的密封环，以保证挥发的甲醛不会从安装筒外侧壁和金属板顶部之间泄露。
[0016]
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装筒外侧壁上水平固定安装有散热环，散热环内部形成空腔。安装筒顶板内部开设有连通空腔和水槽的通槽。空腔和通槽沿散热环径向自外向内高度逐渐降低。随着安装筒高速转动，水槽内的冷却水收到离心力作用通过通槽进入到空腔内，冷却水在散热环中进行散热。安装筒停止转动后，冷却水受重力作用经通槽回流至水槽内，对金属棒进行冷却；进一步保证了金属棒的温度始终低于挥发甲醛的温度。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述搅动机构包括安装套、安装轴和搅动板。安装套固定安装在第一转轴上，安装套外侧壁上沿其周向均匀安装有若干个沿第一转轴径向布置的安装轴，安装轴上沿其周向均匀固定安装有若干个搅动板。随着第一转轴的持续转动，安装套、安装轴和搅动板持续转动，对甲醛溶液和乙醛混合液进行搅动。
[0018]
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装轴与安装套外侧壁转动连接，安装轴外端固定安装有锥齿轮，工作腔侧壁上水平固定安装有与锥齿轮相互啮合的锥齿圈。锥齿轮、安装轴和搅动板跟随安装套转动过程中，锥齿轮带动安装轴和搅动板产生自转，从而提高了对甲醛溶液和乙醛混合液的混合效果，进一步保证了甲醛溶液和乙醛混合液受热均匀。
[0019]
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装筒内侧壁顶部水平固定安装有安装环，安装环内沿其周向均匀开设有若干个第一气槽，第一气槽底端位于安装环底面上。安装
筒侧壁上水平贯穿开设有连通第一气槽的第二气槽。安装筒外侧壁上对应第二气槽的位置水平固定安装有连通第二气槽的导向筒。导向筒内滑动配合有密封块，密封块外端固定安装有水平杆，水平杆外端固定安装有第三磁铁块。盖板下表面固定安装有与安装筒轴线重合的环形板，环形板内侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个第四磁铁块。密封块内端与安装筒外侧壁之间固定安装有复位弹簧。导向筒侧壁上开设有第三气槽，第三气槽内安装有第一单向阀。第二气槽内安装有第二单向阀。随着安装筒的转动，第三磁铁块和第四磁铁块之间产生周期性地互斥力，通过互斥力作用推动第三磁铁块、水平杆和密封块沿着导向筒靠近安装筒外侧壁，复位弹簧被压缩，密封块与安装筒外侧壁之间空气压力增大，第一单向阀处于关闭状态，高压空气进入第二气槽内并推开第二单向阀，高压空气经第二气槽进入第一气槽并经第一气槽底部端口向下喷出。通过气流吹动安装筒内壁上冷凝的甲醛，甲醛在气流作用下回落至甲醛溶液和乙醛混合液中，进一步保证了冷凝在安装筒内壁上的甲醛都能回落至甲醛溶液和乙醛混合液中。第三磁铁块远离第四磁铁块时，二者之间互斥力消失，通过复位弹簧的弹力作用推动密封块、水平杆和第三磁铁块沿着导向筒远离安装筒外侧壁恢复至初始位置；第二单向阀处于关闭状态，导向筒外的空气推开第一单向阀进入到导向筒内。
[0020]
(三)有益效果
[0021]
本发明至少具有如下有益效果：
[0022]
(1)本发明解决了目前脂肪族系减水剂的制备过程中存在的以下问题：脂肪族系减水剂的原料中含有甲醛，制备过程中甲醛受热后容易挥发，导致原料中甲醛的比重减少，影响了脂肪族系减水剂的性能；对脂肪族系减水剂的原料进行加热时，脂肪族系减水剂原料受热不均，同样会对脂肪族系减水剂的性能造成不利影响。
[0023]
(2)本发明对脂肪族系减水剂原料进行加热搅拌时，通过加热丝加热金属板，通过金属板将热量传递给金属杆，并通过金属杆对脂肪族系减水剂原料进行加热。由于金属杆底端均匀分布在脂肪族系减水剂原料内，故能保证脂肪族系减水剂原料得到均匀加热，进而保证了脂肪族系减水剂的性能。
[0024]
(3)本发明对脂肪族系减水剂原料进行加热搅拌时，通过冷凝机构对挥发的甲醛进行收集，收集后的甲醛自动下落回到脂肪族系减水剂原料中；由于金属板和金属杆的温度不低于挥发甲醛的温度，故甲醛不会在金属板和金属杆表面冷凝，从而保证了冷凝机构能够对挥发的甲醛进行充分收集，保证了挥发的甲醛都回滴至脂肪族系减水剂原料，保证了脂肪族系减水剂的性能。
附图说明
[0025]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0026]
图1为本发明实施例中减水剂制备工艺的步骤图；
[0027]
图2为本发明实施例中减水剂制备装置的立体结构示意图；
[0028]
图3为本发明实施例中减水剂制备装置的内部结构示意图；
[0029]
图4为图3中a处的放大示意图；
[0030]
图5为图3中b处的放大示意图；
[0031]
图6为图3中c处的放大示意图。
[0032]
图中：1-罐体、2-工作腔、3-盖板、4-入液口、5-出液口、6-第一电机、7-第一转轴、8-搅动机构、81-安装套、82-安装轴、83-搅动板、84-锥齿轮、9-第二电机、10-第二转轴、11-冷凝机构、111-安装筒、112-容纳腔、113-金属棒、114-水槽、115-第一磁铁块、116-第二磁铁块、117-散热环、118-空腔、119-通槽、12-金属板、13-加热丝、14-金属杆、15-泡沫板、16-密封环、17-锥齿圈、18-安装环、19-第一气槽、20-第二气槽、21-导向筒、22-密封块、23-水平杆、24-第三磁铁块、25-环形板、26-第四磁铁块、27-复位弹簧、28-第三气槽、29-第一单向阀、30-第二单向阀。
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减水剂制备工艺，包括以下步骤：
[0035]
步骤一、制备第一混合液：将甲醛溶液和乙醛混合搅拌后，加热静置，得到第一混合液。
[0036]
步骤二、制备第二混合液：将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、丙酮酸、水、hsc减水激发剂、氨基苯磺酸和木质素磺酸钠混合搅拌后静置，向其中滴加第一混合液，得到第二混合液。
[0037]
步骤三、加入引气和缓凝：向第二混合液中加入引气剂和木质磺酸钙盐，即得减水剂。
[0038]
其中，步骤一采用如图2至图6所示一种减水剂制备装置配合完成，所述减水剂制备装置包括顶面开口的罐体1，罐体1内部竖直开设有圆柱形的工作腔2，罐体1顶部水平安装有与工作腔2相互配合的盖板3。罐体1底板上竖直贯穿开设有入液口4和出液口5，入液口4和出液口5处配合有密封塞。罐体1底板下表面通过电机座竖直固定安装有第一电机6，第一电机6的输出端固定安装有贯穿罐体1底板且与工作腔2轴线重合的第一转轴7。第一转轴7上安装有搅动机构8。盖板3上表面通过电机座竖直固定安装有第二电机9，第二电机9的输出端固定安装有贯穿盖板3且与工作腔2轴线重合的第二转轴10。盖板3下方安装有冷凝机构11。
[0039]
冷凝机构11包括安装筒111、容纳腔112、金属棒113、水槽114、第一磁铁块115、第二磁铁块116、散热环117、空腔118和通槽119。安装筒111为圆柱形且与第二转轴10轴线重合，安装筒111底面竖直开设有与其轴线重合的容纳腔112。安装筒111顶板与第二转轴10竖直滑动配合。安装筒111顶板下表面均匀固定安装有若干个竖直的金属棒113。安装筒111顶板内部开设有水槽114，金属棒113顶部位于水槽114内。安装筒111顶板上表面围绕第二转轴10均匀安装有若干个第一磁铁块115。盖板3下表面围绕第二转轴10均匀安装有若干个与第一磁铁块115位置对应的第二磁铁块116。通过入液口4将甲醛溶液和乙醛送入工作腔2内，然后通过密封塞关闭入液口4。通过第一电机6带动第一转轴7和搅动机构8转动，搅动机构8对甲醛溶液和乙醛混合液进行搅拌。通过第二电机9带动第二转轴10和安装筒111高速转动。混合液受热后甲醛挥发至安装筒111内，温度较高的甲醛接触到温度较低的金属棒113后在金属棒113表面冷凝。随着安装筒111高速转动，金属棒113表面的甲醛受到离心力作用被甩到安装筒111内壁上，甲醛沿着安装筒111内壁下滑并最终滴落至甲醛溶液和乙醛混合液中。水槽114中装有冷却水，通过冷却水对金属棒113进行冷却，确保金属棒113温度
始终低于挥发的甲醛的温度，从而保证了冷凝的效果。随着安装筒111持续转动，第一磁铁块115和第二磁铁块116之间周期性地产生吸引力，通过吸引力的作用带动安装筒111和金属棒113产生高频上下振动，从而将安装筒111内壁上冷凝的甲醛振落，确保甲醛都能回落至甲醛溶液和乙醛混合液中。安装筒111外侧壁上水平固定安装有散热环117，散热环117内部形成空腔118。安装筒111顶板内部开设有连通空腔118和水槽114的通槽119。空腔118和通槽119沿散热环117径向自外向内高度逐渐降低。随着安装筒111高速转动，水槽114内的冷却水收到离心力作用通过通槽119进入到空腔118内，冷却水在散热环117中进行散热。安装筒111停止转动后，冷却水受重力作用经通槽119回流至水槽114内，对金属棒113进行冷却；进一步保证了金属棒113的温度始终低于挥发甲醛的温度。
[0040]
工作腔2侧壁上固定安装有圆锥形的金属板12，金属板12顶部与安装筒111外侧壁滑动配合。金属板12内安装有若干圈加热丝13。金属板12下表面竖直固定安装有若干个中空结构的金属杆14，金属杆14底端位于搅动机构8上方。通过加热丝13加热金属板12，金属板12将热量传递给金属杆14，金属杆14将热量传递给甲醛溶液和乙醛混合液，对混合液进行加热。金属板12的上表面固定安装有一层与其相互配合的泡沫板15，以保证金属板12的热量传递给金属杆14，避免热量散失。安装筒111外侧壁上安装有与金属板12顶部相互配合的密封环16，以保证挥发的甲醛不会从安装筒111外侧壁和金属板12顶部之间泄露。
[0041]
搅动机构8包括安装套81、安装轴82、搅动板83和锥齿轮84。安装套81固定安装在第一转轴7上，安装套81外侧壁上沿其周向均匀安装有若干个沿第一转轴7径向布置的安装轴82，安装轴82上沿其周向均匀固定安装有若干个搅动板83。随着第一转轴7的持续转动，安装套81、安装轴82和搅动板83持续转动，对甲醛溶液和乙醛混合液进行搅动。安装轴82与安装套81外侧壁转动连接，安装轴82外端固定安装有锥齿轮84，工作腔2侧壁上水平固定安装有与锥齿轮84相互啮合的锥齿圈17。锥齿轮84、安装轴82和搅动板83跟随安装套81转动过程中，锥齿轮84带动安装轴82和搅动板83产生自转，从而提高了对甲醛溶液和乙醛混合液的混合效果，进一步保证了甲醛溶液和乙醛混合液受热均匀。
[0042]
安装筒111内侧壁顶部水平固定安装有安装环18，安装环18内沿其周向均匀开设有若干个第一气槽19，第一气槽19底端位于安装环18底面上。安装筒111侧壁上水平贯穿开设有连通第一气槽19的第二气槽20。安装筒111外侧壁上对应第二气槽20的位置水平固定安装有连通第二气槽20的导向筒21。导向筒21内滑动配合有密封块22，密封块22外端固定安装有水平杆23，水平杆23外端固定安装有第三磁铁块24。盖板3下表面固定安装有与安装筒111轴线重合的环形板25，环形板25内侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个第四磁铁块26。密封块22内端与安装筒111外侧壁之间固定安装有复位弹簧27。导向筒21侧壁上开设有第三气槽28，第三气槽28内安装有第一单向阀29。第二气槽20内安装有第二单向阀30。随着安装筒111的转动，第三磁铁块24和第四磁铁块26之间产生周期性地互斥力，通过互斥力作用推动第三磁铁块24、水平杆23和密封块22沿着导向筒21靠近安装筒111外侧壁，复位弹簧27被压缩，密封块22与安装筒111外侧壁之间空气压力增大，第一单向阀29处于关闭状态，高压空气进入第二气槽20内并推开第二单向阀30，高压空气经第二气槽20进入第一气槽19并经第一气槽19底部端口向下喷出。通过气流吹动安装筒111内壁上冷凝的甲醛，甲醛在气流作用下回落至甲醛溶液和乙醛混合液中，进一步保证了冷凝在安装筒111内壁上的甲醛都能回落至甲醛溶液和乙醛混合液中。第三磁铁块24远离第四磁铁块26时，二者之间
互斥力消失，通过复位弹簧27的弹力作用推动密封块22、水平杆23和第三磁铁块24沿着导向筒21远离安装筒111外侧壁恢复至初始位置；第二单向阀30处于关闭状态，导向筒21外的空气推开第一单向阀29进入到导向筒21内。
[0043]
本实施例中减水剂制备装置的工作步骤如下：通过入液口4将甲醛溶液和乙醛送入工作腔2内，然后通过密封塞关闭入液口4。通过第一电机6带动第一转轴7和搅动机构8转动，搅动机构8对甲醛溶液和乙醛混合液进行搅拌。通过第二电机9带动第二转轴10和安装筒111高速转动。混合液受热后甲醛挥发至安装筒111内，温度较高的甲醛在金属棒113表面冷凝。随着安装筒111高速转动，金属棒113表面的甲醛受到离心力作用被甩到安装筒111内壁上，甲醛沿着安装筒111内壁下滑并最终滴落至甲醛溶液和乙醛混合液中。加热搅拌结束后，打开出液口5将第一混合液导出即可。
[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。