CN109437929A - 高粘度易分散型结合剂 - Google Patents

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Abstract

高粘度易分散型结合剂，属于高性能耐火可塑料配料的制备技术领域。其特征在于按照质量份数由如下组分组成：磷酸盐溶液、25‑50份；有机分散剂、5‑12份；增塑剂、3‑5份。所述磷酸盐溶液采用磷酸二氢铝溶液，所述磷酸双氢铝溶液的浓度为1.5g/cm2。本发明创新性的在结合剂中加入分散剂，可显著降低拌合用水量的化合物，避免基料出现抱团等情况。此外，在结合剂中加入增塑剂膨润土，能够提高结合剂的粘度和塑性。本发明通过科学调剂配方，能够提升可塑料的成型质量，避免出现后期施工中的开裂等缺陷。

Description

高粘度易分散型结合剂
技术领域
本发明属于高性能耐火可塑料配料的制备技术领域，具体涉及一种高粘度易分散型结合剂。
背景技术
可塑耐火物是由粒状和粉状物料与可塑黏土等结合剂和增塑剂配合后，再加入少量水分，经充分混炼所组成的一种呈硬泥膏状并在较长时间内保持较高可塑性的不定型耐火材料。包耐火颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质即为结合剂，又称胶结剂。用作耐火材料的结合剂，不打要求具有较好的冷态和热态结合强度，而且要求具有较好的施工成型性能的使用性能。
传统的结合剂在粘度和分散性能上都有待提升，申请人总结多年经验研发出新一代耐火可塑料结合剂，能够有效提升可塑料的性能，解决现有技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高粘度易分散型结合剂，有效提升粘度和分散性，提高可塑料的施工质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于按照质量份数由如下组分组成：
磷酸盐溶液 25-50份
有机分散剂 5-12份；
增塑剂 3-5份。
优选的，所述磷酸盐溶液采用磷酸二氢铝溶液，所述磷酸双氢铝溶液的浓度为1.5g/cm2。
优选的，所述有机分散剂为多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，所述多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯的质量比为2：1。
优选的，所述增塑剂为膨润土。
本发明所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于包括如下制备工艺：
（1）制备磷酸二氢铝溶液：在溶液制备装置的反应容器中加入磷酸，而后边搅拌边加水，然后加温升温后，再缓慢加入氢氧化铝，调节控制比重，制得浓度为1.5g/cm2的磷酸二氢铝溶液；
（2）在制得磷酸二氢铝溶液中顺序加入多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，在70摄氏度的温度条件下，搅拌均匀，制得半成品溶液；
（3）在半成品溶液中加入膨润土，搅拌均匀，制得成品。
优选的，所述溶液制备装置包括机架，所述机架上设置两个圆筒形反应容器，两个反应容器分别为第一容器和第二容器，在第一容器和第二容器中分别设置第一和第二搅匀装置；第一容器和第二容器的底部侧面设置通过联通横管相互联通；在第一和第二容器的底部分别开设第一和第二导流孔，所述第一和第二导流孔之间通过加热循环管相连接，在加热循环管上串联循环动力装置和加热装置。
优选的，所述第一和第二搅匀装置包括内搅轮装置、磁悬升降动力环装置和若干根高耐性硅胶搅绳，所述内搅轮装置包括转轴，在转轴插入反应容器的上端安装旋转轮翅，在旋转轮翅的外部安装设置下环体，在下环体上设置若干个下部绳端固定孔，所述转轴穿出反应容器的下端安装从动皮带轮；所述第一和第二搅匀装置的从动皮带轮均通过皮带连接主动皮带轮，所述主动皮带轮安装在转轮驱动电机上；
所述磁悬升降动力环装置包括内环体、外环体和左、右升降导柱，所述上环体设置在反应容器中，在内环体上设置若干个上部绳端固定孔，所述高耐性硅胶搅绳的两端分别固定在上部和下部绳端固定孔中；所述左右升降导柱分别竖直设置在反应容器的左右两侧的机架上，在左右升降导柱上分别安装截面呈“匚”形的左右弧形导轨架，在左右弧形导轨架内安装外环体；所述反应容器的容器壁为薄壁非磁性材质制成；所述内环体和外环体内分别嵌入内外磁石，内环体和外环体之间能够通过磁力相互吸引；在左弧形导轨架或右弧形导轨架上安装外环拨转电机和外环升降电机；所述外环拨转电机的电机轴上安装主动摩擦轮，所述主动摩擦轮与外环体的外壁相互接触设置，当外环拨转电机带动主动摩擦轮转动时，能够带动外环体同步转动，继而通过磁吸力带动内环体同步转动；所述外环升降电机的电机轴上安装升降主动齿轮，在左升降导轨或右升降导轨上纵向设置齿条，当外环升降电机带动升降主动齿轮转动时，能够带动外环体沿左、右升降导轨上下移动，同时通过磁吸力带动内环体同步升降移动。
优选的，所述循环动力装置为耐热循环泵。
优选的，在所述循环动力装置设置在第一容器和加热装置之间的加热循环管上；所述加热循环管为柔性材质制成。
优选的，所述加热装置包括高效换热器，所述高效换热器包括外壳体，在外壳体的左侧上部设置进液口，在外壳体的左侧下部设置出液口，在外壳体内设置横隔板，所述横隔板将外壳体的内部空间隔成相互独立的上换热腔和下换热腔，在横隔板的右侧设置右侧通孔，所述上换热腔和下换热腔通过右侧通孔相互联通；在外壳体中设置若干根“⊃”形内换热管，所述内换热管包括上横管和下横管，上下横管的左侧通过弧形联通管连接，在横隔板的左侧开设若干个穿板孔，所述弧形联通管的中部穿过穿板孔固定在横隔板的左侧；所述上横管的右端通过出液管穿出外壳体连接介质储存罐，下横管的右端通过进液管穿出外壳体并通过介质循环泵连通介质储存罐。
优选的，所述加热装置还包括上、下除垢装置，所述上、下除垢装置分别安装在上下横管上；所述上下除垢装置分别包括上、下驱动转轴，所述上、下驱动转轴分别通过上、下安装架安装在进液口和出液口内；在上下驱动转轴上分别安装设置驱动转轮；在上下驱动轴的外周壁上设置环形波浪槽，在环形波浪槽内设置嵌槽滑块，所述嵌槽滑块铰接第一折杆的前端，所述第一折杆的后端铰接第二折杆的前端；在上、下横管上套装若干个清洁套筒，同轴设置的清洁套筒之间通过连杆铰接，沿其中一个清洁套筒的外周壁母线设置导向滑槽，所述导向滑槽内设置导向滑块，所述导向滑块上设置导杆插孔，所述第二折杆的后端插入导杆插孔中；通过进液口和出液口的液流能够带动驱动转轮旋转，并带动上下驱动转轴转动，令嵌槽滑块沿环形波浪槽上下移动，进而带动第一折杆上下左右摆动，通时令第二折杆上下左右摆动，从而令清洁套筒能够沿上下横管的外壁往复移动清洁管壁积垢。
优选的，在反应容器内的中下部设置倒锥台形上部敞口的漏斗型滤网，所述漏斗型滤网上开设若干个整流孔；所述漏斗型滤网与转轴同轴安装，但漏斗型滤网不随转轴转动。
本发明的创新点在于：
1、本发明创新性的在结合剂中加入分散剂，分散剂是一类加入到干物料中并加水拌合后, 能保持浇注料流动值基本不变时, 可显著降低拌合用水量的化合物, 因此又称为减水剂。传统加工工艺中分散剂一般添加到可塑料基料中，而不是作为结合剂的配料。但是，这种制法不利于可塑料基材的匀度，且加入基材中经常出现物料抱团现象，导致后续工艺中基料和结合剂的混合不够均匀，影响后续施工中可塑料的成型质量，经常出现成品表面出现裂痕等缺陷。本发明克服上上述缺陷，将分散剂加入到结合剂中，避免基料出现抱团等情况。此外，在结合剂中加入增塑剂膨润土，能够提高结合剂的粘度和塑性。本发明通过科学调剂配方，能够提升可塑料的成型质量，避免出现后期施工中的开裂等缺陷。
本发明采用有机分散剂多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯的混合物作为分散剂，溶于水后能吸附于分散相(固体微粒子或胶体粒子)表面, 提高溶液中粒子表面的ζ电位(动电电位), 或形成空间限制效应(空间位阻), 增大粒子间的排斥力, 结果会使由分散粒子组成的凝集结构中包裹的游离水释放出来, 从而在粒子间起润滑作用和分散粒子的作用。采用上述分散剂能够起到降低浇注料拌合用水量, 降低制品或砌体的气孔率, 提高体积密的作用。
2、本发明所述的加工工艺采用特有的溶液制备装置，既能匀质配备溶剂，且能够循环导流动态换热式提升温度，且能够防止装置内结垢，延长使用寿命且提高配比溶液的匀度质量。
3、本发明和专用装置经过实验和批量小试，取得了显著的有益效果，适宜在业界普及推广。
附图说明
图1为溶液制备装置的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为高效换热器的结构示意图；
图4为图3的B部放大图；
图5为内搅轮装置的结构示意图；
其中： 1、第一容器；2、漏斗型滤网；3、旋转轮翅；4、下环体；5、转轴；6、从动皮带轮；7、耐热循环泵；8、进液管；9、上横管；10、外壳体；11、出液管；12、穿板孔；13、下横管；14、横隔板；15、出液口；16、下除垢装置；17、上除垢装置；18、弧形联通管；19、加热循环管；20、机架；21、进液口；22、右升降导柱；23、主动传动轮；24、转轮驱动电机；25、联通横管；26、第二容器；27、高耐性硅胶搅绳；28、内环体；29、左升降导柱；30、反应容器的容器壁；31、右弧形导轨架；32、主动摩擦轮；33、外环拨转电机；34、；35、外环升降电机；36、升降主动齿轮；37、外环体；38、连杆；39、清洁套筒；40、环形波浪槽；41、上驱动轴；42、驱动转轮；43、第一折杆；44、第二折杆；45、导向滑块；46、导向滑槽；47、下部绳端固定孔。
具体实施方式
本发明所述的一种高粘度易分散型结合剂，按照质量份数由如下组分组成：
磷酸盐溶液 25-50份
有机分散剂 5-12份；
增塑剂 3-5份。
所述磷酸盐溶液采用磷酸二氢铝溶液，所述磷酸双氢铝溶液的浓度为1.5g/cm2。
所述有机分散剂为多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，所述多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯的质量比为2：1。
所述增塑剂为膨润土。
本发明所述的高粘度易分散型结合剂，包括如下制备工艺：
（1）制备磷酸二氢铝溶液：在溶液制备装置的反应容器中加入磷酸，而后边搅拌边加水，然后加温升温后，再缓慢加入氢氧化铝，调节控制比重，制得浓度为1.5g/cm2的磷酸二氢铝溶液；
（2）在制得磷酸二氢铝溶液中顺序加入多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，在70摄氏度的温度条件下，搅拌均匀，制得半成品溶液；
（3）在半成品溶液中加入膨润土，搅拌均匀，制得成品。
如图1所示，所述溶液制备装置包括机架，所述机架上设置两个圆筒形反应容器，两个反应容器分别为第一容器和第二容器，在第一容器和第二容器中分别设置第一和第二搅匀装置；第一容器和第二容器的底部侧面设置通过联通横管相互联通；在第一和第二容器的底部分别开设第一和第二导流孔，所述第一和第二导流孔之间通过加热循环管相连接，在加热循环管上串联循环动力装置和加热装置。
所述第一和第二搅匀装置包括内搅轮装置、磁悬升降动力环装置和若干根高耐性硅胶搅绳，所述内搅轮装置包括转轴，在转轴插入反应容器的上端安装旋转轮翅，在旋转轮翅的外部安装设置下环体，在下环体上设置若干个下部绳端固定孔，所述转轴穿出反应容器的下端安装从动皮带轮；所述第一和第二搅匀装置的从动皮带轮均通过皮带连接主动皮带轮，所述主动皮带轮安装在转轮驱动电机上；
所述磁悬升降动力环装置包括内环体、外环体和左、右升降导柱，所述上环体设置在反应容器中，在内环体上设置若干个上部绳端固定孔，所述高耐性硅胶搅绳的两端分别固定在上部和下部绳端固定孔中；所述左右升降导柱分别竖直设置在反应容器的左右两侧的机架上，在左右升降导柱上分别安装截面呈“匚”形的左右弧形导轨架，在左右弧形导轨架内安装外环体；所述反应容器的容器壁为薄壁非磁性材质制成；所述内环体和外环体内分别嵌入内外磁石，内环体和外环体之间能够通过磁力相互吸引；在左弧形导轨架或右弧形导轨架上安装外环拨转电机和外环升降电机；所述外环拨转电机的电机轴上安装主动摩擦轮，所述主动摩擦轮与外环体的外壁相互接触设置，当外环拨转电机带动主动摩擦轮转动时，能够带动外环体同步转动，继而通过磁吸力带动内环体同步转动；所述外环升降电机的电机轴上安装升降主动齿轮，在左升降导轨或右升降导轨上纵向设置齿条，当外环升降电机带动升降主动齿轮转动时，能够带动外环体沿左、右升降导轨上下移动，同时通过磁吸力带动内环体同步升降移动。
所述循环动力装置为耐热循环泵。
在所述循环动力装置设置在第一容器和加热装置之间的加热循环管上；所述加热循环管为柔性材质制成。
所述加热装置包括高效换热器，所述高效换热器包括外壳体，在外壳体的左侧上部设置进液口，在外壳体的左侧下部设置出液口，在外壳体内设置横隔板，所述横隔板将外壳体的内部空间隔成相互独立的上换热腔和下换热腔，在横隔板的右侧设置右侧通孔，所述上换热腔和下换热腔通过右侧通孔相互联通；在外壳体中设置若干根“⊃”形内换热管，所述内换热管包括上横管和下横管，上下横管的左侧通过弧形联通管连接，在横隔板的左侧开设若干个穿板孔，所述弧形联通管的中部穿过穿板孔固定在横隔板的左侧；所述上横管的右端通过出液管穿出外壳体连接介质储存罐，下横管的右端通过进液管穿出外壳体并通过介质循环泵连通介质储存罐。
所述加热装置还包括上、下除垢装置，所述上、下除垢装置分别安装在上下横管上；所述上下除垢装置分别包括上、下驱动转轴，所述上、下驱动转轴分别通过上、下安装架安装在进液口和出液口内；在上下驱动转轴上分别安装设置驱动转轮；在上下驱动轴的外周壁上设置环形波浪槽，在环形波浪槽内设置嵌槽滑块，所述嵌槽滑块铰接第一折杆的前端，所述第一折杆的后端铰接第二折杆的前端；在上、下横管上套装若干个清洁套筒，同轴设置的清洁套筒之间通过连杆铰接，沿其中一个清洁套筒的外周壁母线设置导向滑槽，所述导向滑槽内设置导向滑块，所述导向滑块上设置导杆插孔，所述第二折杆的后端插入导杆插孔中；通过进液口和出液口的液流能够带动驱动转轮旋转，并带动上下驱动转轴转动，令嵌槽滑块沿环形波浪槽上下移动，进而带动第一折杆上下左右摆动，通时令第二折杆上下左右摆动，从而令清洁套筒能够沿上下横管的外壁往复移动清洁管壁积垢。
在反应容器内的中下部设置倒锥台形上部敞口的漏斗型滤网，所述漏斗型滤网上开设若干个整流孔；所述漏斗型滤网与转轴同轴安装，但漏斗型滤网不随转轴转动。
本装置在使用，在第一容器中按照顺序加入物料，启动转轮驱动电机，令转轮驱动电机正反向反复交替转动60-180度，由此驱动下环体同步动作；同时启动外环拨转电机，令其驱动主动摩擦轮进行正反向反复交替转动60-180度，由此摩擦驱动外环体同步动作，外环体通过磁吸力驱动内环体同步动作。由此，令下环体和内环体同步反向转动，带动高耐性硅胶搅绳扭转剪切式，以便搅匀第一容器中的物料。物料投放完毕后，即启动耐热循环泵，令第一容器中的液体物料通过高效换热器加热后，顺由加热循环管进入第二容器中。由于第二容器的底部通过联通横管与第一容器相联，形成连通器结构，可令二者的液面保持水平一致。
所述高效换热器的工作原理如下：热介质储放在介质储存罐中，可在介质储存罐中预先设置加热器和感温器，以精确控制热介质的温度。经过精确调温的热介质顺由进液管进入外壳体的上横管中，并顺由上横管流动同时与由进液口进入上换热腔的配制溶液进行接触换热，令配制溶液实现升温加热；配制溶液通过穿板孔进入下换热腔中；而热介质也顺由弧形联通管进入下横管，并在下横管中令配制溶液进一步换热升温。经过高效换热器加热的配置溶液顺由加热循环管进入第二容器中，再顺由联通横管进入第一容器，完成一个加热循环。在上下换热腔内完成热交换的热介质再通过出液管返回介质储存罐中。
需要指出的是，上述实施方式仅是本发明优选的实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在符合本发明工作原理的前提下，任何等同或相似的替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于按照质量份数由如下组分组成：
磷酸盐溶液 25-50份
有机分散剂 5-12份；
增塑剂 3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述磷酸盐溶液采用磷酸二氢铝溶液，所述磷酸双氢铝溶液的浓度为1.5g/cm2。
3.根据权利要求2所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述有机分散剂为多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，所述多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯的质量比为2：1。
4.根据权利要求3所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述增塑剂为膨润土。
5.根据权利要求4所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于包括如下制备工艺：
（1）制备磷酸二氢铝溶液：在溶液制备装置的反应容器中加入磷酸，而后边搅拌边加水，然后加温升温后，再缓慢加入氢氧化铝，调节控制比重，制得浓度为1.5g/cm2的磷酸二氢铝溶液；
（2）在制得磷酸二氢铝溶液中顺序加入多环芳烃磺酸盐结合物和磺化脂肪酸聚氧乙烯，在70摄氏度的温度条件下，搅拌均匀，制得半成品溶液；
（3）在半成品溶液中加入膨润土，搅拌均匀，制得成品。
6.根据权利要求5所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述溶液制备装置包括机架，所述机架上设置两个圆筒形反应容器，两个反应容器分别为第一容器和第二容器，在第一容器和第二容器中分别设置第一和第二搅匀装置；第一容器和第二容器的底部侧面设置通过联通横管相互联通；在第一和第二容器的底部分别开设第一和第二导流孔，所述第一和第二导流孔之间通过加热循环管相连接，在加热循环管上串联循环动力装置和加热装置。
7.根据权利要求6所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述第一和第二搅匀装置包括内搅轮装置、磁悬升降动力环装置和若干根高耐性硅胶搅绳，所述内搅轮装置包括转轴，在转轴插入反应容器的上端安装旋转轮翅，在旋转轮翅的外部安装设置下环体，在下环体上设置若干个下部绳端固定孔，所述转轴穿出反应容器的下端安装从动皮带轮；所述第一和第二搅匀装置的从动皮带轮均通过皮带连接主动皮带轮，所述主动皮带轮安装在转轮驱动电机上；
所述磁悬升降动力环装置包括内环体、外环体和左、右升降导柱，所述上环体设置在反应容器中，在内环体上设置若干个上部绳端固定孔，所述高耐性硅胶搅绳的两端分别固定在上部和下部绳端固定孔中；所述左右升降导柱分别竖直设置在反应容器的左右两侧的机架上，在左右升降导柱上分别安装截面呈“匚”形的左右弧形导轨架，在左右弧形导轨架内安装外环体；所述反应容器的容器壁为薄壁非磁性材质制成；所述内环体和外环体内分别嵌入内外磁石，内环体和外环体之间能够通过磁力相互吸引；在左弧形导轨架或右弧形导轨架上安装外环拨转电机和外环升降电机；所述外环拨转电机的电机轴上安装主动摩擦轮，所述主动摩擦轮与外环体的外壁相互接触设置，当外环拨转电机带动主动摩擦轮转动时，能够带动外环体同步转动，继而通过磁吸力带动内环体同步转动；所述外环升降电机的电机轴上安装升降主动齿轮，在左升降导轨或右升降导轨上纵向设置齿条，当外环升降电机带动升降主动齿轮转动时，能够带动外环体沿左、右升降导轨上下移动，同时通过磁吸力带动内环体同步升降移动。
8.根据权利要求7所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述加热装置包括高效换热器，所述高效换热器包括外壳体，在外壳体的左侧上部设置进液口，在外壳体的左侧下部设置出液口，在外壳体内设置横隔板，所述横隔板将外壳体的内部空间隔成相互独立的上换热腔和下换热腔，在横隔板的右侧设置右侧通孔，所述上换热腔和下换热腔通过右侧通孔相互联通；在外壳体中设置若干根“⊃”形内换热管，所述内换热管包括上横管和下横管，上下横管的左侧通过弧形联通管连接，在横隔板的左侧开设若干个穿板孔，所述弧形联通管的中部穿过穿板孔固定在横隔板的左侧；所述上横管的右端通过出液管穿出外壳体连接介质储存罐，下横管的右端通过进液管穿出外壳体并通过介质循环泵连通介质储存罐。
9.根据权利要求8所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于所述加热装置还包括上、下除垢装置，所述上、下除垢装置分别安装在上下横管上；所述上下除垢装置分别包括上、下驱动转轴，所述上、下驱动转轴分别通过上、下安装架安装在进液口和出液口内；在上下驱动转轴上分别安装设置驱动转轮；在上下驱动轴的外周壁上设置环形波浪槽，在环形波浪槽内设置嵌槽滑块，所述嵌槽滑块铰接第一折杆的前端，所述第一折杆的后端铰接第二折杆的前端；在上、下横管上套装若干个清洁套筒，同轴设置的清洁套筒之间通过连杆铰接，沿其中一个清洁套筒的外周壁母线设置导向滑槽，所述导向滑槽内设置导向滑块，所述导向滑块上设置导杆插孔，所述第二折杆的后端插入导杆插孔中；通过进液口和出液口的液流能够带动驱动转轮旋转，并带动上下驱动转轴转动，令嵌槽滑块沿环形波浪槽上下移动，进而带动第一折杆上下左右摆动，通时令第二折杆上下左右摆动，从而令清洁套筒能够沿上下横管的外壁往复移动清洁管壁积垢。
10.根据权利要求9所述的一种高粘度易分散型结合剂，其特征在于在反应容器内的中下部设置倒锥台形上部敞口的漏斗型滤网，所述漏斗型滤网上开设若干个整流孔；所述漏斗型滤网与转轴同轴安装，但漏斗型滤网不随转轴转动。
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