CN106810096B - 在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法 - Google Patents

在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法，该制备方法为：以重量百分比计，将微纳米级超细粉体：25‑45份，吸水膨胀剂：0.2‑8份，分散剂：0.5‑5份和稳定剂：0.2‑1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到在水中再分散的微纳米超细粉体；其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末的质量的1％‑9％。本发明在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法简单，能够用于工艺生产。本发明的制备方法制成的在水中再分散的微纳米超细粉体能够用于水泥基材料的微纳米掺合料制备。本发明的在水中再分散的微纳米超细粉体具有易于保存和运输，方便实际工程使用等优点，可以广泛用于水泥净浆、砂浆、混凝土和石膏制品的制备。

Description

在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微纳米超细粉体，特别是涉及一种在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法。
背景技术
在高强或超高强混凝土制备过程中，采用微纳米超细掺合料能够显著提高混凝土的致密化、促进水化、增加混凝土早期强度、改善工作性、有效减少混凝土开裂和防止碱—骨料反应，使微观结构更致密，提高混凝土耐久性及服役寿命。
但是微纳米超细粉体的粒径小，表面能高，具有热力学上自发团聚的趋势，微纳米超细粉体团聚后大大影响微纳米超细粉体优势的发挥，甚至可能在混凝土内部造成缺陷，影响混凝土力学性能和耐久性性能，因此分散问题是阻碍微纳米超细粉体工程应用的主要原因之一。现有的微纳米超细粉体大多只能在实验室内应用，无法实现再分散，且运输和保存非常困难，尤其是在实际工程中大规模应用时，实验室内的精细操作方法，不适用于实际工程环境和工作条件，使微纳米超细粉体的分散的效果和鲁棒性都很差，严重限制了微纳米超细粉体在混凝土工程中的应用。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法，所要解决的技术问题是使其易于保存，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种在水中再分散的微纳米超细粉体，其组分包括(重量百分比计):
微纳米级超细粉体：25-45份；
吸水膨胀剂：0.2-8份；
分散剂：0.5-5份；
稳定剂：0.2-1份。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其中所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；所述的微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其中所述的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其中所述的分散剂为粉状的减水剂；所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、脂肪族羧基磺酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其中所述的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其中所述的在水中再分散的微纳米超细粉的粒径为100μm～2000μm。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其包括以下步骤：
以重量百分比计，将微纳米级超细粉体：25-45份，吸水膨胀剂：0.2-8份，分散剂：0.5-5份和稳定剂：0.2-1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到在水中再分散的微纳米超细粉体；
其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末的质量的1％-9％。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其中所述的在水中再分散的微纳米超细粉体的粒径为100μm～2000μm。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其中所述的乙醇水溶液的质量浓度为40％-95％。
优选的，前述的在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其中所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；所述的微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种；所述的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种；所述的分散剂为粉状的减水剂；所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、脂肪族羧基磺酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种；所述的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。
借由上述技术方案，本发明在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法至少具有下列优点：
本发明在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法简单，能够用于工艺生产。本发明的制备方法制成的在水中再分散的微纳米超细粉体能够用于水泥基材料的微纳米掺合料制备。本发明的在水中再分散的微纳米超细粉体具有易于保存和运输，方便实际工程使用等优点，可以广泛用于水泥净浆、砂浆、混凝土和石膏制品的制备。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的在水中再分散的微纳米超细粉体及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种在水中再分散的微纳米超细粉体，其组分包括(重量百分比计):
微纳米级超细粉体：25-45份；
吸水膨胀剂：0.2-8份；
分散剂：0.5-5份；
稳定剂：0.2-1份。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体中的所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体中的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种。吸水膨胀剂主要作用是吸水后体积膨胀数倍将干燥并造粒后的可再分散微纳米超细粉体分解。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体中的分散剂为粉状的减水剂，所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、脂肪族羧基磺酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种。分散剂的主要作用是吸附在吸水膨胀剂分解后的细颗粒表面，在静电斥力作用下进一步分散微纳米颗粒，防止团聚。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体中的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。稳定剂的主要作用使整个分散体系形成悬浮胶体体系，通过自身分子链的相互缠绕增加水相体系的黏度，保证固体颗粒的悬浮，防止已分散颗粒沉降。
较佳的，本发明实施例在所述的在水中再分散的微纳米超细粉的粒径为100μm～2000μm。
本发明的另一个实施例提出一种在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其包括以下步骤：
以重量百分比计，将微纳米级超细粉体：25-45份，吸水膨胀剂：0.2-8份，分散剂：0.5-5份和稳定剂0.2-1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到在水中再分散的微纳米超细粉体；
其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末的质量的1％-9％。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法中的研磨的时间为20-30min。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法中的乙醇水溶液的质量浓度为40％-95％。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法中的所述的在水中再分散的微纳米超细粉的粒径为100μm～2000μm。较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法中的所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种；所述的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种；所述的分散剂为粉状的减水剂，所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、脂肪族羧基磺酸盐系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种；所述的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。
较佳的，本发明实施例在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法中的在水中再分散的微纳米超细粉包装袋为锡箔袋、铝箔袋、内衬塑料的包装袋或铝塑复合袋；
实施例1
以重量百分比计，将30份微纳米二氧化硅粉体，0.8份交联羧甲基纤维素钠，1份聚羧酸系减水剂和0.8份聚丙烯酸钠混合，在球磨机中研磨30min，得到混合粉末，加入质量浓度为55％的乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到粒径为1200μm的在水中再分散的微纳米超细粉体，采用铝塑复合防潮包装袋包装；其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末质量的2％。
实施例2
以重量百分比计，将35份微纳米二氧化硅粉体，1.2份聚乙烯吡咯烷酮，0.9份蒽系减水剂和1份羟乙基纤维素混合，在球磨机中研磨20min，得到混合粉末，加入质量浓度为65％的乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到粒径为1500μm的在水中再分散的微纳米超细粉体，采用铝箔袋防潮包装袋包装；其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末质量的3％。
实施例3
以重量百分比计，将40份微纳米偏高岭土粉体，2份羧甲基纤维素钙，2份粉体聚羧酸减水剂，和0.5份聚氧化乙烯混合，在球磨机中研磨22min，得到混合粉末，加入质量浓度为75％的乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到粒径为800μm的在水中再分散的微纳米超细粉体，采用锡箔袋防潮包装袋包装；其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末质量的1％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种在水中再分散的微纳米超细粉体，其特征在于：其组分包括(质量份计):
微纳米级超细粉体：25-45份；
吸水膨胀剂：0.2-8份；
分散剂：0.5-5份；
稳定剂：0.2-1份；
所述的微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种；
所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；
所述的在水中再分散的微纳米超细粉体的粒径为100μm-2000μm。
2.根据权利要求1所述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其特征在于，所述的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其特征在于，所述的分散剂为粉状的减水剂；所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的在水中再分散的微纳米超细粉体，其特征在于，所述的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。
5.一种在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
以质量份计，将微纳米级超细粉体：25-45份，吸水膨胀剂：0.2-8份，分散剂：0.5-5份和稳定剂：0.2-1份混合，研磨，得到混合粉末，加入乙醇水溶液，混匀，造粒，过筛，得到在水中再分散的微纳米超细粉体；
其中，所述乙醇水溶液的质量是所述混合粉末的质量的1％-9％；
所述的微纳米级超细粉体为微纳米粉煤灰、微纳米磨细矿渣、微纳米高炉钢渣、微纳米硅灰、微纳米稻壳灰、微纳米偏高岭土、微纳米二氧化硅、微纳米石灰石粉体、微纳米石墨烯和碳纳米管中的至少一种；
所述的微纳米级超细粉体的粒径为1nm～500nm；
所述的在水中再分散的微纳米超细粉体的粒径为100μm-2000μm。
6.根据权利要求5所述的在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其特征在于：所述的乙醇水溶液的质量浓度为40％-95％。
7.根据权利要求5所述的在水中再分散的微纳米超细粉体的制备方法，其特征在于：所述的吸水膨胀剂为淀粉、N-乙烯基酰胺类聚合物、非离子型纤维素衍生物、交联羧甲基纤维素钠和阴离子型纤维素醚中的至少一种；所述的分散剂为粉状的减水剂，所述的粉状的减水剂为聚羧酸系减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂、蒽系减水剂、蜜胺系减水剂、木质素磺酸盐系减水剂、三聚氰胺系减水剂、古马隆系减水剂和聚苯乙烯磺酸盐系减水剂中的至少一种；所述的稳定剂为多聚糖、纤维素醚、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚醚类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺中的至少一种。
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