[發明專利]一種高粘性聚合物凝膠的旋切裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201410263294.7
• 申請日: 2014-06-15
• 公開（公告）號: CN104028962A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 劉榮進;陳俊;陳平;趙艷榮;韋家嶄;向瑋衡;周睿哲
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于建筑材料工程技術領域，特別涉及一種高粘性聚合物凝膠的旋切裝置的制造方法。?

背景技術

隨著我國工業化進程的加速，對混凝土等建筑材料需求日益增多，年需求量和生產量均超過20億立方米，并且還以一定速度在增長。內養護劑作為一種新品種混凝土外加劑，因其對高強高性能混凝土開裂具有良好抑制作用和水化促進作用，逐漸成為混凝土行業的重要外加劑。現有內養護劑有凝膠狀和粉末狀兩種，兩者在施工便利性、價格等方面各有利弊。一方面，混凝土屬賓漢姆流體，攪拌時流態化特征明顯。從使用狀態和現場操作而言，具有流動性的凝膠狀或液體狀內養護劑與流態化混凝土具有更好適應性，也更符合實際情況；而現有內養護劑多以粉末狀與水泥混合后摻入，因粉末狀內養護劑具有較高吸水性，攪拌過程中會與水泥形成“競爭性”吸水，導致用于潤滑水泥顆粒的水分減少，抑制混凝土流態化過程，粉末狀尚未成為內養護劑的理想使用狀態。另一方面，現有內養護劑如高吸水樹脂（即SAP）大多采用粉末摻入混凝土，但粉末狀SAP平均價格是凝膠狀價格的4~5倍，經濟性不高。原因在于，粉末狀內養護劑必須采用烘干工藝脫除合成過程中吸收的大量水分。而凝膠狀內養護劑采用免烘干工藝合成，僅烘干成本一項即可降低70%~80%，凝膠狀內養護劑具有較高經濟性，也可顯著降低一次生產成本。?

內養護劑一般為接枝共聚物，大多由淀粉、不飽和單體、交聯劑、引發劑經水溶液法聚合而成，屬高分子聚合物。因聚合過程中吸收大量水分，其本質上是一種高粘性含水凝膠，一般粘度在3000cP以上，含水量可達99%以上。粘性在于凝膠內部具有交聯狀網絡結構（見圖1），交聯度越高，鏈段運動越難，粘度越大。吸水性來源于網絡的可擴張程度和基團性質，一定程度內，交聯度越低（但不至于溶解）網絡擴張性越好，容納水分越多。用于混凝土內養護的聚合物凝膠一般具有有限交聯的三維網狀結構。網絡結構作為賴以儲存水分的載體，如果不剪切就不能充分吸收水分，也就不能形成流動性的膠狀或液體；不能以理想狀態摻入混凝土，也就不能體現其對高強高性能混凝土內養護作用。因此迫切需要一種高效旋切裝置，利用高速旋切裝置對凝膠狀網狀結構進行一定程度的解碎，大網絡變小網絡；同時利用其攪拌作用實現剪切后聚合物碎凝膠在流動（網狀）液體中的均勻分布。?

葉片是旋切裝置的核心部件，其形狀、傾斜角度和數量等對待處理聚合物凝膠的剪切和混合效果起到決定性作用。目前用于高粘性流體物料的旋切（剪切）裝置，大多僅有攪拌功能，剪切功能極弱，不能對具有柔性網絡的聚合物凝膠進高效行切割，降低網絡的交聯程度；而一些具有剪切功能的裝置雖可剪切凝膠，但無法對碎凝膠溶液進行有效攪拌，不能實現碎凝膠的充分均勻分散，另外，有些剪切攪拌裝置還需要配置大功率動力裝置，成本較高。總的來說，目前傳統旋切裝置型式單一、功能不全，不能較好的滿足高粘性聚合物凝膠的解碎需求。?

發明內容

本發明的目的是提供一種對高粘性凝膠具有剪切功能和攪拌功能的旋切裝置的制造方法，該裝置能對凝膠進行解碎，并通過葉片特殊設計實現細碎凝膠特定形式的運動。?

具體步驟為：?

（1）制作連桿、2-4個凹面葉片和電動驅動器；連桿上端為六方柱，外直徑?8-10mm，長度為350-450mm；凹面葉片的規格相同，展開的長度為120-150mm，寬度為20mm，厚度為1.5mm，凹面葉片均從距中心1/2-3/5處向上或向下折彎，折彎角均為30-60°。

（2）將2-4個凹面葉片交叉焊接，形成一個疊加凹面葉片；多片凹面葉片疊加時兩端的折彎方向有3種：同時向上折彎、同時向下折彎或者有的向上折彎、有的向下折彎；連桿下端在凹面葉片的中心通過螺紋固定。?

（3）將電動驅動器固定在連桿上端，電動驅動器本身作為驅動裝置。?

疊加凹面葉片的凹面設計提高了裝置的軸向剪切作用，而其疊加設計則使流體產生了上下兩層以連桿為中心的瞬時環形運動，同步實現了聚合物凝膠的高效率剪切、混合。本旋切裝置具備良好可調節性，可根據凝膠流動性、比重和粘度等指標，對凹面葉片的疊加形式、數量、形狀、傾斜角度和徑向距離進行針對性調節，從而優化其剪切功能和攪拌功能，提高其對不同物料的適用性。電動驅動器作為電力驅動裝置，疊加葉片通過連桿聯接電動驅動器鉆孔內，鉆孔軸帶動連桿轉動，連桿帶動疊加葉片轉動。?

與目前現有技術相比，本發明的有益效果是：?