CN113105150A - 一种悬浊液稳定剂及其制备方法、使用方法及使用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬浊液稳定剂及其制备方法、使用方法及使用装置，所述悬浊液稳定剂按照重量份计由以下组分组成：纤维素醚5～20份、黄原胶1～1.5份、溶剂1000～1500份；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。本发明悬浊液稳定剂的配方简单，成本低，稳定效果好，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及悬浊液技术领域，尤其涉及一种悬浊液稳定剂及其制备方法、使用方法及使用装置。
背景技术
大于100纳米不溶的固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫悬浊液。悬浊液是一种分散系，其分散质粒子直径在100nm以上，多为很多分子的集合体，如泥浆等。悬浊液不透明、不均一、不稳定，不能透过滤纸，静置后会出现分层(即分散质粒子在重力作用下逐渐沉降下来)。
现有用于水泥浆的稳定剂由黄原胶、二氧化硅、温轮胶、聚乙烯醇、高分子共聚物等材料组成，成分复杂，成本高，但其不能用于其他悬浊液，如陶瓷泥浆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种悬浊液稳定剂，配方简单，成本低，稳定效果好，适用范围广。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种悬浊液稳定剂的制备方法，工艺简单，成本低，所制得的稳定剂稳定效果好，适用范围广。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种悬浊液稳定剂的使用方法，使用简单，可应用在水泥浆或陶瓷泥浆。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种悬浊液稳定剂的使用装置，结构简单，有效提高悬浊液的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种悬浊液稳定剂，其按照重量份计由以下组分组成：纤维素醚5～20份、黄原胶1～1.5份、溶剂1000～1500份；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。
作为上述方案的改进，所述纤维素醚主要由MC甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种组成。
作为上述方案的改进，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和乙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝(10～15)：1。
作为上述方案的改进，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和羟丙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：羟丙基纤维素的用量＝(20～25)：1。
作为上述方案的改进，所述纤维素醚的分子量为100000～160000。
作为上述方案的改进，所述黄原胶的用量为1.2～1.4份。
相应地，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的制备方法，包括：
S1、将1000～1500份溶剂加入到容器中，并搅拌溶剂，搅拌速度为80～100转/min；
S2、将5～20份纤维素醚和1～1.5份黄原胶加入到搅拌中的溶剂中，保持搅拌，搅拌时间为10～15min；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。
相应地，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的使用方法，将上述的悬浊液稳定剂添加到悬浊液中，其中，所述悬浊液稳定剂的添加量为5wt％～10wt％，所述悬浊液为水泥浆或陶瓷泥浆。
相应地，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的使用装置，用于制备上述的悬浊液稳定剂，并将其实时添加到悬浊液中，其包括第一储液罐、第二储液罐和过滤器，所述第一储液罐用于储存悬浊液，第二储液罐用于储存悬浊液稳定剂，所述第二储液罐设有投料口、进水管和第二搅拌器，所述进水管将溶剂输入第二储液罐，悬浊液稳定剂的其他组分通过投料口加入到第二储液罐中，第二搅拌器用于搅拌各组分和溶剂；
所述第一储液罐和第二储液罐之间设有所述过滤器，所述第一储液罐和过滤器之间通过第一管道连接，所述过滤器和第二储液罐之间通过第二管道连接，过滤后的悬浊液稳定剂通过第二管道添加到悬浊液中，所述第一储液罐设有第一搅拌器，用于搅拌悬浊液和稳定剂。
作为上述方案的改进，所述过滤器中设有滤网，所述滤网的孔径为300～650目。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明提供的一种悬浊液稳定剂，包括纤维素醚、黄原胶和溶剂份，组分简单，成本低，稳定性好，其中，纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用使得固体颗粒在悬浊液体系中有效地均匀分布，将悬浊液中的固体颗粒包裹住，并在固体颗粒外表面形成一层润滑膜，所述润滑膜具有良好的保水性，可增加悬浊液的粘度，有效防止悬浊液分层；黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，具有很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。
本发明悬浊液稳定剂的制备方法简单，容易制备，成本低，适合大规模生产。
本发明提供的一种悬浊液稳定剂的使用方法，使用简单，可应用在水泥浆或陶瓷泥浆。
本发明的使用装置将滤器设置在第一储液罐和第二储液罐之间，有效除去稳定剂中的杂质，此外，通过第一搅拌器的搅拌作用，以使稳定剂和悬浊液充分反应，从而提高悬浊液的稳定性。
附图说明
图1是本发明悬浊液稳定剂的制备流程图；
图2是本发明悬浊液稳定剂使用装置的示意图；
图3是本发明使用装置与使用单元的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供的一种悬浊液稳定剂，其按照重量份计由以下组分组成：纤维素醚5～20份、黄原胶1～1.5份、溶剂1000～1500份；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。
本发明纤维素醚的用量为5～20份，纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用使得固体颗粒在悬浊液体系中有效地均匀分布，具体的，纤维素醚作为一种保护胶体，将悬浊液中的固体颗粒包裹住，并在固体颗粒外表面形成一层润滑膜，所述润滑膜具有良好的保水性，可增加悬浊液的粘度，有效防止悬浊液分层。优选的，本发明纤维素醚的用量为8～18份，示例性地为8份、10份、13份、15份、18份，但不限于此。
其中，纤维素醚的分子量对悬浊液的粘度起着重要的作用，本发明纤维素醚的分子量为80000～200000；若纤维素醚的分子量小于80000，则会纤维素醚的粘度较低，不能有效地将悬浊液中的固体颗粒包裹住，以及不能形成良好保水性的润滑膜；若纤维素醚的分子量大于200000，则会纤维素醚的粘度会变高，溶解度变小，从而增加悬浊液的粘度。优选的，所述纤维素醚的分子量为100000～160000，示例性地为100000、120000、150000、160000，但不限于此。
具体的，本发明的纤维素醚主要由MC甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种组成。
为了获得粘度更加的纤维素醚，更好地将悬浊液中的固体颗粒包裹住，形成更好的保水性润滑膜，本发明的纤维素醚由MC甲基纤维素和乙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝(10～15)：1；或者，本发明的纤维素醚由MC甲基纤维素和羟丙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝(20～25)：1
本发明黄原胶的用量为1～1.5份，黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，具有很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。其中，若黄原胶的用量小于1份，则对于增加悬浊液的粘度效果不明显；若黄原胶的用量大于1.5份，则黄原胶的用量过多，其在悬浊液中变成不易溶解、分散的果冻状胶团，无法发挥作用。具体的，所述黄原胶的用量为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份。优选的，所述黄原胶的用量为1.2～1.4份。
本发明溶剂的用量为1000～1500份，所述溶剂用于溶解纤维素醚和黄原胶，优选的，所述溶剂为水。具体的，所述溶剂可以为自来水、去离子水等。
相应的，参见图1，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的制备方法，包括：
S1、将1000～1500份溶剂加入到容器中，并搅拌溶剂，搅拌速度为80～100转/min；
S2、将5～20份纤维素醚和1～1.5份黄原胶加入到搅拌中的溶剂中，保持搅拌，搅拌时间为10～15min。搅拌时间的设置是为了充分溶解，搅拌时间不足则黄原胶可能溶解不足，搅拌时间过长则影响生产效率。
需要说明的是，所述黄原胶具有极强的亲水性，将其加入水中而搅拌不充分，黄原胶外层吸水膨胀成胶团，会阻止水分进入里层，从而影响作用的发挥。
本发明悬浊液稳定剂的制备方法简单，容易制备，成本低，适合大规模生产。
相应的，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的使用方法，将悬浊液稳定剂添加到悬浊液中，其中，所述悬浊液稳定剂的添加量为5wt％～10wt％，所述悬浊液为水泥浆或陶瓷泥浆。
参见图2，本发明还提供了一种悬浊液稳定剂的使用装置，包括第一储液罐1、第二储液罐2和过滤器3，所述第一储液罐1用于储存悬浊液，第二储液罐2用于储存悬浊液稳定剂，所述第一储液罐1和第二储液罐2之间设有所述过滤器3，所述过滤器3用于滤去悬浊液稳定剂中的胶状物质。其中，所述过滤器3中设有滤网，所述滤网的孔径为300～650目。若滤网的孔径太小，则会影响液体的流速；若滤网的孔径太大，则不能有效过滤胶状物质。
需要说明的是，胶状物质对悬浊液的稳定性没有影响，但会影响混凝土中减水剂的吸附。
第一储液罐1和过滤器3之间通过第一管道连接，过滤器3和第二储液罐2之间通过第二管道连接，过滤后的悬浊液稳定剂通过第二管道添加到悬浊液中，所述第一储液罐1设有第一搅拌器11，用于搅拌悬浊液和悬浊液稳定剂。
具体的，所述第一搅拌器11包括电机111、搅拌轴112和搅拌叶片113，所述搅拌轴112连接在电机111和搅拌叶片113之间，所述搅拌叶片113伸入到悬浊液中。
为了减少对悬浊液的污染，所述搅拌叶片113为不锈钢衬塑搅拌桨。
所述第一储液罐1中设有第一液位计12，用于控制悬浊液稳定剂的添加量。优选的，第二管道中设有输送泵4。
为了提高悬浊液稳定剂的稳定效果，本申请的悬浊液稳定剂最好是现配现用，优选的，所述第二储液罐2设有投料口21、进水管22和第二搅拌器23，所述进水管将溶剂输入第二储液罐2，悬浊液稳定剂的其他组分通过投料口21加入到第二储液罐2中，第二搅拌器23用于各组分和溶剂，以形成悬浊液稳定剂。优选的，所述第二搅拌器23的结构与第一搅拌器11的结构相同。
优选的，所述进水管22上设有流量计24，所述第二储液罐2中设有第二液位计25，通过流量计24和第二液位计25的配合使用，可以准确控制悬浊液稳定剂各原料的添加量，从而保证悬浊液稳定剂的浓度在预设范围内。
优选的，所述第一储液罐1和第二储液罐2均由30～60mm厚的PE制成壳体，PE无臭、无化、学稳定性好，吸水性小，电绝缘性优良，不溶液于本申请的悬浊液稳定剂和悬浊液。更优的，所述第一储液罐1和第二储液罐2均由40mm厚的PE制成壳体。
参见图3，为了便于稳定的悬浊液可以快速被使用，所述第一储液罐1直接与使用单元5连接，其中，第一储液罐1与使用单元5通过管道连接，所述管道上设有计量称6，用于控制悬浊液的用量。
其中，本申请的悬浊液为水泥浆或陶瓷泥浆，使用单元为混凝土搅拌机。
以下是本申请使用装置的工作流程：
将自来水通入第二储液罐2，并通过流量计和第二液位计确定液面高度；启动第二搅拌器，转速控制在80～100转/min；将稳定剂的原料从投料口加入到第二储液罐2中，搅拌10～15min；将陶瓷抛光泥浆储存于第一储液罐1中，并通过第一液位计调节确定液面高度；启动第一搅拌器11，转速控制在80～100转/min；启动过滤器3，将过滤好的稳定液加入到第二储液罐2中，通过第一液位计调节确定液面高度，搅拌15～20min，制得稳定的陶瓷抛光泥浆。
本发明的使用装置将滤器设置在第一储液罐和第二储液罐之间，有效除去稳定剂中的杂质，此外，通过第一搅拌器的搅拌作用，以使稳定剂和悬浊液充分反应，从而提高悬浊液的稳定性。
本发明的使用装置结构简单，通过第一液位计和第二液位计的相互配合，即可精准控制稳定剂的添加量，保证稳定效果。
本发明的使用装置可以实现稳定剂的现配现用，有效保证稳定剂的有效性，进而保证悬浊液的稳定性。
下面将以具体实施例来进一步阐述本发明
实施例1
配方：
纤维素醚5份、高分子聚合物1份、黄原胶1份、水1000份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为80000。
制备方法：
S1、将水加入到容器中，并搅拌水，搅拌速度为90转/min；
S2、将纤维素醚和黄原胶加入到搅拌中的水中，保持搅拌，搅拌时间为12min，得到悬浊液稳定剂。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为5wt％。
实施例2
配方：
纤维素醚8份、黄原胶1.1份、水1100份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为120000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为7wt％。
实施例3
配方：
纤维素醚10份、黄原胶1.5份、水1500份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和乙基纤维素组成，分子量为160000，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝12：1。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为8wt％。
实施例4
配方：
纤维素醚13份、黄原胶1.1份、水1300份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和羟丙基纤维素组成，分子量为150000，MC甲基纤维素的用量：羟丙基纤维素的用量＝22：1。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为10wt％。
实施例5
配方：
纤维素醚15份、黄原胶1.2份、水1300份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为100000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为8wt％。
实施例6
配方：
纤维素醚18份、黄原胶1.3份、水1400份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为100000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为10wt％。
实施例7
配方：
纤维素醚20份、黄原胶1.5份、水1500份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和乙基纤维素组成，分子量为200000，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝15：1。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为6wt％。
对比例1
配方：
纤维素醚10份、黄原胶1.5份、水1200份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为180000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为1wt％。
对比例2
配方：
纤维素醚10份、黄原胶1.5份、水1200份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为10000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为8wt％。
对比例3
配方：
纤维素醚1份、黄原胶1.5份、水1200份，其中，所述纤维素醚由MC甲基纤维素组成，分子量为180000。
制备方法与实施例1相同。
应用；
将悬浊液稳定剂添加到陶瓷泥浆中，搅拌均匀后静置2小时；其中，悬浊液稳定剂的添加量为8wt％。
空白试验
将陶瓷泥浆搅拌均匀后静置2小时
计算实施例1～7、对比例1～3以及空白试验的陶瓷泥浆静置2小时后的清水层体积占比，结果如下：
从上述结构可知，本发明的悬浊液稳定剂的稳定效果后，陶瓷泥浆静置2小时后的清水层体积占比明显小于对比例1～3和空白试验。其中，对比例1中悬浊液稳定剂的添加量过小，对比例2中纤维素醚的分子量过低，对比例3中纤维素醚的含量过少。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种悬浊液稳定剂，其特征在于，其按照重量份计由以下组分组成：纤维素醚5～20份、黄原胶1～1.5份、溶剂1000～1500份；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。
2.如权利要求1所述的悬浊液稳定剂，其特征在于，所述纤维素醚主要由MC甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或几种组成。
3.如权利要求2所述的悬浊液稳定剂，其特征在于，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和乙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：乙基纤维素的用量＝(10～15)：1。
4.如权利要求2所述的悬浊液稳定剂，其特征在于，所述纤维素醚由MC甲基纤维素和羟丙基纤维素组成，其中，MC甲基纤维素的用量：羟丙基纤维素的用量＝(20～25)：1。
5.如权利要求1～4任一项所述的悬浊液稳定剂，其特征在于，所述纤维素醚的分子量为100000～160000。
6.如权利要求1所述的悬浊液稳定剂，其特征在于，所述黄原胶的用量为1.2～1.4份。
7.一种悬浊液稳定剂的制备方法，其特征在于，包括：
S1、将1000～1500份溶剂加入到容器中，并搅拌溶剂，搅拌速度为80～100转/min；
S2、将5～20份纤维素醚和1～1.5份黄原胶加入到搅拌中的溶剂中，保持搅拌，搅拌时间为10～15min；其中，所述纤维素醚的分子量为80000～200000。
8.一种悬浊液稳定剂的使用方法，其特征在于，将权利要求1～6任一项所述的悬浊液稳定剂添加到悬浊液中，其中，所述悬浊液稳定剂的添加量为5wt％～10wt％，所述悬浊液为水泥浆或陶瓷泥浆。
9.一种悬浊液稳定剂的使用装置，其特征在于，用于制备如权利要求1～6任一项所述的悬浊液稳定剂，并将其实时添加到悬浊液中，其包括第一储液罐、第二储液罐和过滤器，所述第一储液罐用于储存悬浊液，第二储液罐用于储存悬浊液稳定剂，所述第二储液罐设有投料口、进水管和第二搅拌器，所述进水管将溶剂输入第二储液罐，悬浊液稳定剂的其他组分通过投料口加入到第二储液罐中，第二搅拌器用于搅拌各组分和溶剂；
所述第一储液罐和第二储液罐之间设有所述过滤器，所述第一储液罐和过滤器之间通过第一管道连接，所述过滤器和第二储液罐之间通过第二管道连接，过滤后的悬浊液稳定剂通过第二管道添加到悬浊液中，所述第一储液罐设有第一搅拌器，用于搅拌悬浊液和稳定剂。
10.如权利要求9所述的悬浊液稳定剂的使用装置，其特征在于，所述过滤器中设有滤网，所述滤网的孔径为300～650目。
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