CN104446075B - 一种玄武岩短切纤维分散剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玄武岩短切纤维分散剂及其应用方法，包括由高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂混合得到的悬浊液及弱酸，混合得到悬浊液后加入弱酸调节悬浊液pH值至4～5，其中高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂按照(0.08～0.2)：(0.04～0.07):32:(1～1.08)的质量比混合。将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照(3～8):33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物；然后向混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。本发明有效促进了玄武岩纤维在水泥基材料中的分散，防止纤维聚集成絮状或球状。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维分散剂，具体涉及一种玄武岩短切纤维分散剂及其应用方法。
背景技术
玄武岩短切纤维表面较光滑，稳定性好，可作为增韧材料应用于水泥基复合材料。然而，当玄武岩短切纤维应用于水泥基复合材料且掺量达到一定比例时，由于纤维长径比大，表面电荷分布不均匀，由此产生的机械纠缠力，静电力等使得纤维在水或分散介质中难以分散，容易发生聚集现象。
发明内容
为了克服玄武岩短切纤维在水泥基拌合物中分散不均匀问题，本发明的目的在于提供一种玄武岩短切纤维分散剂及其应用方法，本发明的分散剂有效促进了玄武岩纤维在水泥基材料中的分散，防止纤维聚集成絮状或球状。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种玄武岩短切纤维分散剂，包括由高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂混合得到的悬浊液及弱酸，其中高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂按照(0.08～0.2):(0.04～0.07):32:(1～1.08)的质量比混合。
进一步地，弱酸的加入量为调节悬浊液pH值至4～5。
进一步地，所述的高分子聚合物分散剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或羧甲基纤维素钠中的一种。
进一步地，所述的抗静电剂为抗静电剂SN、抗静电剂TM或PK-抗静电剂中的一种。
进一步地，所述的减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂或聚羧酸减水剂，其中，减水剂固含量为40％。
进一步地，所述的弱酸为醋酸、硼酸或碳酸中的一种。
一种玄武岩短切纤维分散剂的应用方法，包括以下步骤：
1)将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照(3～8):33的质量比拌合后静置得到混合物；
2)将步骤1)中得到的混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌均匀后静置，然后再进行二次搅拌即可。
进一步地，步骤1)中静置时间为8～10分钟。
进一步地，步骤2)中一次搅拌时间为2～4分钟；静置时间为2～3分钟；二次搅拌时间为2～3分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的分散剂通过与玄武岩短切纤维表面发生作用，从而降低分散体系中玄武岩短切纤维的聚集，有效促进了玄武岩纤维在水泥基材料中分散，防止了纤维聚集成絮状或球状，与传统的机械搅拌和超声分散相比，具有简洁方便，分散效果好等优点。从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，测得纤维含量差异稳定在30％以内，达到了理想的分散效果。同时在相同配比下的水泥基复合材料中，添加分散剂的流动性明显好于没有添加分散剂的流动性，具有很好的应用意义和前景。
具体实施方式
本发明的实施方式为：
一种玄武岩短切纤维分散剂，包括由高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂混合得到的悬浊液及弱酸，混合得到悬浊液后加入弱酸调节悬浊液pH值至4～5，其中高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂按照(0.08～0.2):(0.04～0.07):32:(1～1.08)的质量比混合，所述的高分子聚合物分散剂为羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或羧甲基纤维素钠中的一种；所述的抗静电剂为抗静电剂SN、抗静电剂TM或PK-抗静电剂中的一种；所述的减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂或聚羧酸减水剂，其中，减水剂固含量为40％；所述的弱酸为醋酸、硼酸或碳酸中的一种。
一种玄武岩短切纤维分散剂的应用方法，包括以下步骤：
1)将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照(3～8):33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物；
2)将步骤1)中得到的混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例1
将羟丙基甲基纤维素、抗静电剂SN、水和萘系减水剂按照0.15:0.06:32:1的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入醋酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照5:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为2.2％、2.5％、2.3％、2.3％、2.4％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为2.8％、3.2％、1.2％、2.1％、1.8％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
实施例2
将聚丙烯酰胺、抗静电剂TM、水和脂肪族减水剂按照0.08:0.04:32:1的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入硼酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照3:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为1.4％、1.2％、1.1％、1.2％、1.3％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为1.4％、1.7％、1.1％、0.8％、0.9％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
实施例3
将聚氧化乙烯、PK-抗静电剂、水和氨基减水剂按照0.2:0.07:32:1.08的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入碳酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照8:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为3.9％、3.6％、3.2％、3.3％、3.7％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为3.5％、2.8％、4.1％、4.5％、3.9％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
实施例4
将聚丙烯酸钠、PK-抗静电剂、水和聚羧酸减水剂按照0.1:0.04:32:1的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入碳酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照4:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为1.8％、1.8％、1.9％、1.9％、1.7％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为3.5％、3.2％、1.5％、2.2％、1.3％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
实施例5
将羧甲基纤维素钠、抗静电剂SN、水和脂肪族减水剂按照0.15:0.07:32:1.08的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入硼酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照6:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为2.7％、2.7％、2.9％、2.8％、2.9％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为3.7％、2.4％、4.0％、4.5％、2.9％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
实施例6
将聚丙烯酸钾、抗静电剂TM、水和萘系减水剂按照0.2:0.06:32:1的质量比混合得到悬浊液，然后向悬浊液中加入醋酸调节pH至4～5即得到分散剂，将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照7:33的质量比拌合后静置8～10分钟得到混合物，然后把混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌2～4分钟至均匀后静置2～3分钟，然后再二次搅拌2～3分钟即可。
从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，分别称取重量，再将样品用水淘洗，分离出玄武岩短切纤维，将玄武岩短切纤维烘干后称取其重量，最后得到这五处样品中玄武岩短切纤维占样品总质量的质量分数分别为3.3％、3.4％、3.3％、3.5％、3.5％，纤维分散较为均匀。相同条件下不添加分散剂的样品最后测得玄武岩短切纤维的质量分散为3.5％、2.2％、4.6％、4.7％、3.1％，并且有结团现象，纤维未能得到有效分散。
分散剂加入后能够使无机纤维表面迅速润湿、表面势能降低且固体质点间的势能上升到足够高，从而达到分散、稳定无机纤维的效果。本发明通过调配分散剂，使玄武岩纤维在水泥基材料中能有效分散，从而提高复合材料的性能。从加入玄武岩短切纤维和分散剂的混合物的水泥基复合材料的不同部位选取五处样品，测得纤维含量差异稳定在30％以内，达到了理想的分散效果。同时在相同配比下的水泥基复合材料中，添加分散剂的流动性明显好于没有添加分散剂的流动性，具有很好的应用意义和前景。
Claims (6)
1.一种玄武岩短切纤维分散剂，其特征在于，包括由高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂混合得到的悬浊液及弱酸，其中高分子聚合物分散剂、抗静电剂、水和减水剂按照(0.08～0.2):(0.04～0.07):32:(1～1.08)的质量比混合；所述弱酸的加入量为调节悬浊液pH值至4～5；
所述的高分子聚合物分散剂为聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾；
所述的抗静电剂为PK-抗静电剂。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩短切纤维分散剂，其特征在于，所述的减水剂为萘系减水剂、脂肪族减水剂、氨基减水剂或聚羧酸减水剂，其中，减水剂固含量为40％。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩短切纤维分散剂，其特征在于，所述的弱酸为醋酸、硼酸或碳酸中的一种。
4.权利要求1所述的分散剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将分散剂搅拌均匀后，将玄武岩纤维与分散剂按照(3～8):33的质量比拌合后静置得到混合物；
2)将步骤1)中得到的混合物加入水泥基复合材料中一次搅拌均匀后静置，然后再进行二次搅拌即可。
5.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于，步骤1)中静置时间为8～10分钟。
6.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于，步骤2)中一次搅拌时间为2～4分钟；静置时间为2～3分钟；二次搅拌时间为2～3分钟。
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