一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备与流程

1.本发明涉及改性丙烯酸乳液的合成领域，特别涉及一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备。

背景技术：

2.水泥在建设中扮演着一个不可或缺的角，作为一项基础发展的水泥行业，其发展水平对此有着很深的影响程度，因此，近年来科学界一直探索如何改善水泥的品质质量，让水泥在建设领域走得更远更深，其中作为代表的一个例子就是，通过丙烯酸乳液与水泥成比例的混合得到的水泥砂浆对比旧的环氧树脂砂浆，应用领域更为广泛，优势也更大，而在水泥改性丙烯酸乳液的市场里，大多数产品的固含以50％上下居多，经研究发现，高固含量的丙烯酸乳液在生产效率、运输成本、能源消耗等方面有着低固含量乳液所不具有的优势。
3.因此，提出一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法，所述包括以下操作步骤：
7.s1：乳化液制备阶段：乳化釜内加入水，启动搅拌，速度50hz依次加入溶解好的乳化剂，搅拌15分钟之后加入质量分数为50％的丙烯酰胺溶液，之后加入丙烯酸正丁酯，以及苯乙烯，搅拌速度调至20hz，乳化45分钟；
8.s2：釜底料准备阶段：聚合反应釜首先加水，启动搅拌，速度23hz，夹套通蒸汽，温度达到80℃时，加入溶解好的碳酸氢钠，通过加入适量的电解质粒子，以控制反应前期的反应速度，防止反应速度过快而出渣，温度达到87℃～88℃时，加入种子乳液dz-2，以此为核心，进行聚合反应；
9.s3：聚合反应阶段：两分钟后加入溶解好的过硫酸钠引发剂，搅拌一分钟后，开始滴加a组分乳化液和d组分引发剂过硫酸钠，控制滴加速度，a组分滴加时间5小时，前四个小时反应温度89～91℃，最后一小时反应温度控制在92℃～94℃，d组分滴加时间5小时20分钟，特别注意滴加过程中粘度的增加，及时提高搅拌转速，组分a和组分d滴加结束时用水冲洗釜，之后保温1.5小时，温度控制92℃～98℃，保温期间适当升高温度，有利于反应的充分进行；
10.s4：产物精制阶段：保温结束，降温至75℃，30分钟滴加组分e，搅拌5分钟，50分钟滴加组分f，保温30分钟，注意氧化剂和还原剂的滴加速度，以便保证有效去除未反应完全的单体；
11.s5：产物后处理阶段：降温至45℃，加入组分j，意在调节乳液的ph值，降温至40℃以下，加入组分h，搅拌10分钟，加入组分i，组分h和组分i两种按特定比例搭配使用的防腐剂，能有效延长乳液的保质期，加入组分g，起消泡作用，搅拌10分钟，出料，120目过滤，检测，得到高固含水泥改性丙烯酸乳液。
12.优选的，所述乳化剂有三种，三种乳化剂分别为bz-1，bz-2和ss-36。
13.优选的，所述高固含水泥改性丙烯酸乳液的各项指标为固含量：63％-65％，粘度500-3000mpa
·
s，粒径：400～500nm，ph:7.5～8.5，tg:-10～-25℃。
14.一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，包括聚合反应釜，所述聚合反应釜顶部的背面固定连接有滴加管，所述聚合反应釜顶部的正面固定连接有进料口，所述进料口的背面设置有水箱，所述水箱的底部设置有第一清洗结构，所述聚合反应釜背面的正中固定连接有伺服电机，所述聚合反应釜内腔的正中转动连接有转动轴，所述转动轴左右两侧的正中对称固定连接有搅拌柱，所述转动轴的底部设置有第二清洗结构。
15.优选的，所述聚合反应釜的底部固定连接有底座，所述底座右侧的背面固定连接有出料口，所述聚合反应釜正面的正中固定连接有温控面板。
16.优选的，所述水箱顶部的正中固定连接有补水口，所述聚合反应釜内腔的正中开设有处理仓，所述第一清洗结构固定连接在聚合反应釜内腔的顶部，所述水箱底部的正中固定连接有水管，所述水管的内腔中活动连接有限位块，所述限位块顶部的四周对称固定连接有第一弹簧，四个所述第一弹簧的顶部对称固定连接在水管内腔顶部的四周，所述限位块底部的正中固定连接有连接管。
17.优选的，所述连接管的底部贯穿第一清洗结构的正中并固定连接有挡板，所述挡板顶部的正中开设容纳槽，所述连接管的底部固定连接在容纳槽内腔底部的正中，所述挡板顶部的四周对称固定连接有复位弹簧，四个所述复位弹簧的顶部对称固定连接在第一清洗结构底部的四周，所述第一清洗结构的底部固定连接有喷头，所述挡板的顶部贴合在第一清洗结构的底部。
18.优选的，所述伺服电机的正面通过联轴器固定连接在转动轴的背面，所述转动轴底部的正中固定连接有连接柱，所述连接柱的底部固定连接有第二弹簧，所述第二清洗结构顶部的正中开设有活动槽，所述第二弹簧的底部固定连接在活动槽内腔的底部，所述连接柱的底部通过活动槽活动连接在第二清洗结构的内腔中，所述第二清洗结构的底部固定连接有贴紧板，所述贴紧板的底部贴合在处理仓内腔的底部，所述连接管的正中开设有通槽。
19.有益效果
20.与现有技术相比，本发明提供了一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，具备以下有益效果：
21.1、该高固含水泥改性丙烯酸乳液的应用领域更为广泛，优势也更大，而在水泥改性丙烯酸乳液的市场里，此高固含量的丙烯酸乳液在生产效率、运输成本、能源消耗等方面有着低固含量乳液所不具有的优势，通过该高固含水泥改性丙烯酸乳液的研发应用，环保性方面有所提升，降低了生产成本，增加了水泥改性丙烯酸乳液的固含量、耐水性，以及吃粉量，降低了运输成本以及能源消耗，提高了生产效率，对于效益的提升有十分显著的作用。
22.2、该高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，通过启动设置的伺服电机，使得转动轴能带动搅拌柱进行转动，以此对原料进行搅拌，通过设置的滴加管，能将助剂滴加到处理仓的内腔中，以此配合原料进行搅拌，使其能与原料充分混合，通过设置的第二弹簧，能时刻将第二清洗结构向外侧顶去，以此使得贴紧板能时刻贴合在处理仓的内壁，在被转动轴带动转动时，能避免原料的堆积。
23.3、该高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，通过启动设置的水箱，能将水通过水管导入至连接管的内腔，在连接管收到水的冲击后，会带动挡板下压，以此可以将喷头暴露出，在乳液合成完毕后，能对处理仓的内腔进行清洗工作，通过设置的复位弹簧，常态时，能将挡板贴合在第一清洗结构的底部，以此保证喷头不会因为转动的贴紧板和搅拌柱而损坏，通过设置的第一弹簧，清洗完毕后，会带动连接管进行复位。
附图说明
24.图1是本发明正面的结构示意图；
25.图2是本发明内腔的结构示意图；
26.图3是本发明图2中a处的放大图；
27.图4是本发明第一清洗结构的展开图；
28.图5是本发明图4中b处的放大图。
29.图中：1、聚合反应釜；2、温控面板；3、底座；4、进料口；5、出料口；6、伺服电机；7、滴加管；8、阀门；9、水箱；10、补水口；11、第一清洗结构；12、水管；13、限位块；14、连接管；15、第一弹簧；16、通槽；17、处理仓；18、转动轴；19、搅拌柱；20、第二清洗结构；21、贴紧板；22、活动槽；23、第二弹簧；24、连接柱；25、喷头；26、复位弹簧；27、挡板；28、容纳槽。
具体实施方式
30.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
31.一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法，包括以下操作步骤：
32.s1：乳化液制备阶段：乳化釜内加入水，启动搅拌，速度50hz依次加入溶解好的乳化剂，搅拌15分钟之后加入质量分数为50％的丙烯酰胺溶液，之后加入丙烯酸正丁酯，以及苯乙烯，搅拌速度调至20hz，乳化45分钟，乳化剂有三种，三种乳化剂分别为bz-1，bz-2和ss-36。
33.s2：釜底料准备阶段：聚合反应釜首先加水，启动搅拌，速度23hz，夹套通蒸汽，温度达到80℃时，加入溶解好的碳酸氢钠，通过加入适量的电解质粒子，以控制反应前期的反应速度，防止反应速度过快而出渣，温度达到87℃～88℃时，加入种子乳液dz-2，以此为核心，进行聚合反应；
34.s3：聚合反应阶段：两分钟后加入溶解好的过硫酸钠引发剂，搅拌一分钟后，开始滴加a组分乳化液和d组分引发剂过硫酸钠，控制滴加速度，a组分滴加时间5小时，前四个小时反应温度89～91℃，最后一小时反应温度控制在92℃～94℃，d组分滴加时间5小时20分钟，特别注意滴加过程中粘度的增加，及时提高搅拌转速，组分a和组分d滴加结束时用水冲洗釜，之后保温1.5小时，温度控制92℃～98℃，保温期间适当升高温度，有利于反应的充分
进行。
35.s4：产物精制阶段：保温结束，降温至75℃，30分钟滴加组分e，搅拌5分钟，50分钟滴加组分f，保温30分钟，注意氧化剂和还原剂的滴加速度，以便保证有效去除未反应完全的单体。
36.s5：产物后处理阶段：降温至45℃，加入组分j，意在调节乳液的ph值，降温至40℃以下，加入组分h，搅拌10分钟，加入组分i，组分h和组分i两种按特定比例搭配使用的防腐剂，能有效延长乳液的保质期，加入组分g，起消泡作用，搅拌10分钟，出料，120目过滤，检测，得到高固含水泥改性丙烯酸乳液，高固含水泥改性丙烯酸乳液的各项指标为固含量：63％-65％，粘度500-3000mpa
·
s，粒径：400～500nm，ph:7.5～8.5，tg:-10～-25℃。
37.如图1-5所示，一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，包括聚合反应釜1，聚合反应釜1顶部的背面固定连接有滴加管7，聚合反应釜1顶部的正面固定连接有进料口4，进料口4的背面设置有水箱9，水箱9的底部设置有第一清洗结构11，聚合反应釜1背面的正中固定连接有伺服电机6，聚合反应釜1内腔的正中转动连接有转动轴18，转动轴18左右两侧的正中对称固定连接有搅拌柱19，转动轴18的底部设置有第二清洗结构20，聚合反应釜1的底部固定连接有底座3，底座3右侧的背面固定连接有出料口5，聚合反应釜1正面的正中固定连接有温控面板2，水箱9顶部的正中固定连接有补水口10，聚合反应釜1内腔的正中开设有处理仓17，第一清洗结构11固定连接在聚合反应釜1内腔的顶部，水箱9底部的正中固定连接有水管12，水管12的内腔中活动连接有限位块13，限位块13顶部的四周对称固定连接有第一弹簧15，四个第一弹簧15的顶部对称固定连接在水管12内腔顶部的四周，限位块13底部的正中固定连接有连接管14，连接管14的底部贯穿第一清洗结构11的正中并固定连接有挡板27，挡板27顶部的正中开设容纳槽28，连接管14的底部固定连接在容纳槽28内腔底部的正中，挡板27顶部的四周对称固定连接有复位弹簧26，四个复位弹簧26的顶部对称固定连接在第一清洗结构11底部的四周，第一清洗结构11的底部固定连接有喷头25，挡板27的顶部贴合在第一清洗结构11的底部，伺服电机6的正面通过联轴器固定连接在转动轴18的背面，转动轴18底部的正中固定连接有连接柱24，连接柱24的底部固定连接有第二弹簧23，第二清洗结构20顶部的正中开设有活动槽22，第二弹簧23的底部固定连接在活动槽22内腔的底部，连接柱24的底部通过活动槽22活动连接在第二清洗结构20的内腔中，第二清洗结构20的底部固定连接有贴紧板21，贴紧板21的底部贴合在处理仓17内腔的底部，连接管14的正中开设有通槽16。
38.通过启动设置的伺服电机6，使得转动轴18能带动搅拌柱19进行转动，以此对原料进行搅拌，通过设置的滴加管7，能将助剂滴加到处理仓17的内腔中，以此配合原料进行搅拌，使其能与原料充分混合，通过设置的第二弹簧23，能时刻将第二清洗结构20向外侧顶去，以此使得贴紧板21能时刻贴合在处理仓17的内壁，在被转动轴18带动转动时，能避免原料的堆积，通过启动设置的水箱9，能将水通过水管12导入至连接管14的内腔，在连接管14收到水的冲击后，会带动挡板27下压，以此可以将喷头25暴露出，在乳液合成完毕后，能对处理仓17的内腔进行清洗工作，通过设置的复位弹簧26，常态时，能将挡板27贴合在第一清洗结构11的底部，以此保证喷头25不会因为转动的贴紧板21和搅拌柱19而损坏，通过设置的第一弹簧15，清洗完毕后，会带动连接管14进行复位。
39.具体实施例一：
40.准备以下质量份的材料：包括a组分去离子水122.2，乳化剂bz-13.5，乳化剂bz-214.35，乳化剂ss-362.92，丙烯酰胺(50％)21，丙烯酸正丁酯434.81，苯乙烯173.95，冲洗去离子水3.8，b组分去离子水150.4，dz-22.5，碳酸氢钠1.7，c组分过硫酸钠0.23，去离子水8，d组分过硫酸钠3.27，去离子水49.3，e组分氧化剂0.7，bz-20.8，去离子水7.4，f组分还原剂0.5，去离子水7.4，g组分消泡剂0.3，去离子水2，h组分防腐剂11.5，去离子水4.5，i组分防腐剂21，去离子水3，j组分hz-950.5，去离子水1；
41.操作步骤：
42.s1：乳化液制备阶段：乳化釜内加入水，启动搅拌，速度50hz依次加入溶解好的bz-1，bz-2和ss-36，搅拌15分钟，加入质量分数为50％的丙烯酰胺溶液，加入丙烯酸正丁酯，以及苯乙烯，搅拌速度调至20hz，乳化45分钟。
43.s2：釜底料准备阶段：聚合反应釜首先加水，启动搅拌，速度23hz，夹套通蒸汽，温度达到80℃时，加入溶解好的碳酸氢钠，温度达到87℃～88℃时，加入dz-2。
44.s3：聚合反应阶段：两分钟后加入溶解好的过硫酸钠，一分钟后开始滴加a组分乳化液和d组分引发剂过硫酸钠，控制滴加速度，a组分滴加时间5小时，前四个小时反应温度89～91℃，最后一小时反应温度控制在92℃～94℃，d组分滴加时间5小时20分钟，特别注意滴加过程中粘度的增加，及时提高搅拌转速，组分a和组分d滴加结束时用水冲洗釜，之后保温1.5小时，温度控制92℃～98℃。
45.s4：产物精制阶段：保温结束，降温至70℃，30分钟滴加组分e，搅拌5分钟，50分钟滴加组分f，保温30分钟。
46.s5：产物后处理阶段：降温至45℃，加入组分j，降温至40℃以下，加入组分h，搅拌10分钟，加入组分i，加入组分g，搅拌10分钟，出料，120目过滤，检测，得到本专利工艺高固含水泥改性丙烯酸乳液，检测结果：固含量：63-65％，粘度400-500cp粒径：400-500nm，ph:7，tg:-12～-16℃的指标控制范围内。
47.需要说明的是，本发明为一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，使用时将原料通过进料口4加入至处理仓17的内腔，将助剂通过滴加管7加入至处理仓17的内腔，启动伺服电机6，使得转动轴18能带动搅拌柱19和连接柱24进行转动，此时搅拌柱19会将助剂和原料进行搅拌，使其能混合均匀，连接柱24转动时，会带动贴紧板21在处理仓17的内壁处进行转动，以此防止原料的堆积，合成完毕后，成品从出料口5排出，将水通过补水口10加入至水箱9的内腔，水箱9将水输入至水管12，水管12将水通过通槽16输入至连接管14的内腔，此时连接管14收到水源的冲抵，带动挡板27下压，此时喷头25暴露出，水即可从喷头25喷入至处理仓17的内腔，水源喷洒完毕后，复位弹簧26和第一弹簧15带动挡板27进行复位，再次启动伺服电机6，使得转动轴18能带动搅拌柱19和贴紧板21进行转动，配合水即可对处理仓17进行清洗工作，废水会从出料口5排出。
48.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法，其特征在于：所述包括以下操作步骤：s1：乳化液制备阶段：乳化釜内加入水，启动搅拌，速度50hz依次加入溶解好的乳化剂，搅拌15分钟之后加入质量分数为50％的丙烯酰胺溶液，之后加入丙烯酸正丁酯，以及苯乙烯，搅拌速度调至20hz，乳化45分钟；s2：釜底料准备阶段：聚合反应釜首先加水，启动搅拌，速度23hz，夹套通蒸汽，温度达到80℃时，加入溶解好的碳酸氢钠，通过加入适量的电解质粒子，以控制反应前期的反应速度，防止反应速度过快而出渣，温度达到87℃～88℃时，加入种子乳液dz-2，以此为核心，进行聚合反应；s3：聚合反应阶段：两分钟后加入溶解好的过硫酸钠引发剂，搅拌一分钟后，开始滴加a组分乳化液和d组分引发剂过硫酸钠，控制滴加速度，a组分滴加时间5小时，前四个小时反应温度89～91℃，最后一小时反应温度控制在92℃～94℃，d组分滴加时间5小时20分钟，特别注意滴加过程中粘度的增加，及时提高搅拌转速，组分a和组分d滴加结束时用水冲洗釜，之后保温1.5小时，温度控制92℃～98℃，保温期间适当升高温度，有利于反应的充分进行；s4：产物精制阶段：保温结束，降温至75℃，30分钟滴加组分e，搅拌5分钟，50分钟滴加组分f，保温30分钟，注意氧化剂和还原剂的滴加速度，以便保证有效去除未反应完全的单体；s5：产物后处理阶段：降温至45℃，加入组分j，意在调节乳液的ph值，降温至40℃以下，加入组分h，搅拌10分钟，加入组分i，组分h和组分i两种按特定比例搭配使用的防腐剂，能有效延长乳液的保质期，加入组分g，起消泡作用，搅拌10分钟，出料，120目过滤，检测，得到高固含水泥改性丙烯酸乳液。2.根据权利要求1所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法，其特征在于：所述乳化剂有三种，三种乳化剂分别为bz-1，bz-2和ss-36。3.根据权利要求1所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法，其特征在于：所述高固含水泥改性丙烯酸乳液的各项指标为固含量：63％-65％，粘度500-3000mpa
·
s，粒径：400～500nm，ph:7.5～8.5，tg:-10～-25℃。4.一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，包括聚合反应釜(1)，其特征在于：所述聚合反应釜(1)顶部的背面固定连接有滴加管(7)，所述聚合反应釜(1)顶部的正面固定连接有进料口(4)，所述进料口(4)的背面设置有水箱(9)，所述水箱(9)的底部设置有第一清洗结构(11)，所述聚合反应釜(1)背面的正中固定连接有伺服电机(6)，所述聚合反应釜(1)内腔的正中转动连接有转动轴(18)，所述转动轴(18)左右两侧的正中对称固定连接有搅拌柱(19)，所述转动轴(18)的底部设置有第二清洗结构(20)。5.根据权利要求4所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，其特征在于：所述聚合反应釜(1)的底部固定连接有底座(3)，所述底座(3)右侧的背面固定连接有出料口(5)，所述聚合反应釜(1)正面的正中固定连接有温控面板(2)。6.根据权利要求5所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，其特征在于：所述水箱(9)顶部的正中固定连接有补水口(10)，所述聚合反应釜(1)内腔的正中开设有处理仓(17)，所述第一清洗结构(11)固定连接在聚合反应釜(1)内腔的顶部，所述水箱(9)底部的正中固定连接有水管(12)，所述水管(12)的内腔中活动连接有限位块(13)，所述限位块(13)顶部的四周对称固定连接有第一弹簧(15)，四个所述第一弹簧(15)的顶部对称固定连
接在水管(12)内腔顶部的四周，所述限位块(13)底部的正中固定连接有连接管(14)。7.根据权利要求6所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，其特征在于：所述连接管(14)的底部贯穿第一清洗结构(11)的正中并固定连接有挡板(27)，所述挡板(27)顶部的正中开设容纳槽(28)，所述连接管(14)的底部固定连接在容纳槽(28)内腔底部的正中，所述挡板(27)顶部的四周对称固定连接有复位弹簧(26)，四个所述复位弹簧(26)的顶部对称固定连接在第一清洗结构(11)底部的四周，所述第一清洗结构(11)的底部固定连接有喷头(25)，所述挡板(27)的顶部贴合在第一清洗结构(11)的底部。8.根据权利要求7所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成设备，其特征在于：所述伺服电机(6)的正面通过联轴器固定连接在转动轴(18)的背面，所述转动轴(18)底部的正中固定连接有连接柱(24)，所述连接柱(24)的底部固定连接有第二弹簧(23)，所述第二清洗结构(20)顶部的正中开设有活动槽(22)，所述第二弹簧(23)的底部固定连接在活动槽(22)内腔的底部，所述连接柱(24)的底部通过活动槽(22)活动连接在第二清洗结构(20)的内腔中，所述第二清洗结构(20)的底部固定连接有贴紧板(21)，所述贴紧板(21)的底部贴合在处理仓(17)内腔的底部，所述连接管(14)的正中开设有通槽(16)。

技术总结

本发明公开了一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，包括以下操作步骤：S1：乳化液制备阶段；S2：釜底料准备阶段；S3：聚合反应阶段；S4：产物精制阶段；S5：产物后处理阶段。本发明所述的一种高固含水泥改性丙烯酸乳液的合成方法及合成设备，该高固含水泥改性丙烯酸乳液的应用领域更为广泛，优势也更大，而在水泥改性丙烯酸乳液的市场里，此高固含量的丙烯酸乳液在生产效率、运输成本、能源消耗等方面有着低固含量乳液所不具有的优势，通过该高固含水泥改性丙烯酸乳液的研发应用，环保性方面有所提升，降低了生产成本，增加了水泥改性丙烯酸乳液的固含量、耐水性，以及吃粉量，降低了运输成本以及能源消耗，提高了生产效率。产效率。产效率。