一種大型石膏板線專用減水劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型紙面石膏板線專用減水劑，通過提高縮合度與LP復(fù)合堿中和生產(chǎn)出石膏板專用的萘系減水劑，能夠起到早強(qiáng)、減水、提高產(chǎn)品性能、降低成本，尤其降低了石膏板的質(zhì)量隱患，適用于大型紙面石膏板生產(chǎn)線或滿足石膏板生產(chǎn)線提速需求。
【專利說明】一種大型石膏板線專用減水劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石膏建材產(chǎn)品領(lǐng)域的減水劑，尤其適用于高速紙面石膏板生產(chǎn)線或滿足石膏板生產(chǎn)線提速。具體地說就是一種石膏板生產(chǎn)專用的新型減水劑，與其他減水劑相t匕，既能提高石膏板性能，又能降低生產(chǎn)成本、降低質(zhì)量隱患，使生產(chǎn)更為順利。
【背景技術(shù)】
[0002]紙面石膏板具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、防火、防蛀、易加工等優(yōu)勢是重要的建筑材料之一。近年來，國內(nèi)紙面石膏板發(fā)展迅速，產(chǎn)能迅速提高，隨著生產(chǎn)裝備水平不斷提高，高速石膏板生產(chǎn)線越來越多；然而，隨著工業(yè)副產(chǎn)石膏的大范圍應(yīng)用，問題也凸顯出來，例如:凝結(jié)較慢、強(qiáng)度較低等；制約著紙面石膏板的工業(yè)化生產(chǎn)，隨著節(jié)能降耗意識的提高，石膏板行業(yè)普遍應(yīng)用減水劑，正確應(yīng)用減水劑不但可以提高建筑石膏料漿的流動性、提高石膏板成品強(qiáng)度，也能節(jié)約煤耗、降低生產(chǎn)成本。因此，正確應(yīng)用減水劑顯得十分重要。
[0003]萘系減水劑是應(yīng)用廣泛的高效減水劑，是一種超塑化劑，具有良好的減水早強(qiáng)作用，其中早強(qiáng)作用非常適用于高速石膏板生產(chǎn)線，但市售萘系減水劑多應(yīng)用于混凝土行業(yè)中，照搬到紙面石膏板并不適用，應(yīng)用起來具有以下四個問題:(I)縮合度普遍不高，核體數(shù)多低于Sn，減水率并不高；(2)硫酸鈉含量過高，硫酸鈉來源于減水劑堿中和過程，容易與水形成水合物，從而影響紙面石膏板的力學(xué)性能；(3)市售減水劑中摻加了多種輔料，某些輔料對石膏板的影響明顯，增大了石膏板的質(zhì)量隱患；(4)堿中和過程中采用隔膜堿，氯離子含量過高，能夠與一些堿金屬形成鹽，使石膏板發(fā)生回潮現(xiàn)象。
[0004]萘系減水劑的堿中和過程多采用燒堿，硫酸鈉對于石膏制品具有良好的早強(qiáng)作用，但其水化物(芒硝Na2SO4.1OH2O)對石膏板具有極大的副作用，因此石膏板會出現(xiàn)回潮、不粘紙、撓度大等問題。硫酸鉀應(yīng)用于紙面石膏板生產(chǎn)線具有以下優(yōu)勢:(1)硫酸鉀對石膏建材就有更好的早強(qiáng)作用，原因在于鉀離子的極化率更高，更容易替代鈣離子，使雙電層電位升高，顆粒分散加快溶解與水化；(2)硫酸鉀能夠誘導(dǎo)石膏顆粒發(fā)育為針狀晶體，對石膏板的紙面與芯板的粘接有利，進(jìn)而提高石膏板的強(qiáng)度；(3)硫酸鉀的水合物吸潮并不明顯，可以大幅度降低紙面石膏板回潮、不粘紙、撓度大等質(zhì)量隱患；
然而，若全部采用苛性鉀進(jìn)行堿性中和，石膏板生產(chǎn)會因硫酸鉀含量過高而早強(qiáng)作用過于明顯，因此，在萘系減水劑生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中，采用一定比例的氫氧化鈣和氫氧化鉀制作成復(fù)合堿(簡稱LP復(fù)合堿)，用以控制萘系減水劑中硫酸鉀的含量，從而滿足大型石膏板生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求(促進(jìn)凝結(jié)、減水早強(qiáng)和提高制品性能)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上問題，提供了一種大型紙面石膏板生產(chǎn)線專用的減水劑，可以滿足提速生產(chǎn)，提高石膏板產(chǎn)品性能并降低生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明中提到的高速石膏板線專用減水劑指標(biāo)控制如下所述:
適用于高速石膏板的減水劑:固含量重量百分比:≥92%
不溶物重量百分比:<0.5%
硫酸鉀重量百分比:≤25%
氯離子重量百分比:≤1500ppm 縮合度:≥9n
減水率(摻加量0.3%):≥10%
其它重量百分比:< 0.5%
本發(fā)明的技術(shù)方案是
將工業(yè)萘投入到反應(yīng)釜中升高溫度到135~145°C緩慢加入經(jīng)計量的濃硫酸，加酸時間在30min左右，繼續(xù)加蒸汽升溫，當(dāng)溫度升到155°C時開始保溫，保溫溫度155~165°C，保溫時間2.5h,保溫完畢后，取樣，根據(jù)酸度加入一定量水解水?dāng)嚢?0~30分鐘，再取樣調(diào)整保持第二酸度(28~30%)，開始緩慢加入經(jīng)過計量的甲醛，加甲醛溫度控制在95~100°C時間2.5 - 3小時。升高溫度至110~120°C之間，隨著縮合的進(jìn)行，物料會增稠，加入少量水稀釋,然后再縮合,反復(fù)縮合2~10次，縮合時間大約3~10小時。
[0007]在石膏板生產(chǎn)中，硫酸鉀的添加量在0.05~0.1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))便具有很好的加速水化與促進(jìn)晶針生長的作用，而在實際生產(chǎn)中，萘系減水劑的添加量約為0.3~0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，那么萘系減水劑中，硫酸鉀的含量范圍為10~30%，最優(yōu)含量為20~25% ;如果全部采用苛性鉀進(jìn)行中和，萘系減水劑中硫酸鉀的含量約為25~35%，含量略高，因此應(yīng)用LP復(fù)合堿進(jìn)行中和，通過計算，LP復(fù)合堿中熟石灰與苛性鉀的質(zhì)量比為1:2~1:4。應(yīng)用LP復(fù)合堿將母液中和至PH=7~9，然后過濾除去硫酸鈣后，在噴霧干燥塔中干燥成粉劑。
[0008]上述原料按照重量配比是:
工業(yè)萘700~3000
硫酸900~3800 甲醛430~1840 熟石灰O~800 苛性鉀300~2500。
[0009]本發(fā)明的好處在于:
1、通過調(diào)節(jié)甲醛使用量，采用了“縮合一稀釋一縮合”的分段縮合的生產(chǎn)工藝，提高減水劑的縮合度，有利于在石膏顆粒之間的分子伸展，提高減水率。
[0010]2、通過LP復(fù)合堿控制減水劑中的硫酸鉀含量，使其保持在合理的范圍內(nèi)，硫酸鉀在石膏顆粒形成“雙電層”時，更容易替代鈣離子，使雙電層電位升高，顆粒分散加快溶解與水化；硫酸鉀能夠誘導(dǎo)石膏顆粒發(fā)育為針狀晶體，對石膏板的紙面與芯板的粘接有利，進(jìn)而提高石膏板的強(qiáng)度；還可以大幅度降低紙面石膏板回潮、不粘紙、撓度大等質(zhì)量隱患。
[0011]具體實施例一
將工業(yè)萘700kg投入到反應(yīng)釜中，升高溫度到135~145°C緩慢加入經(jīng)計量的濃硫酸900kg,加酸時間在30min左右，繼續(xù)加蒸汽升溫，當(dāng)溫度升到155°C時開始保溫,保溫溫度155~165°C，保溫時間2.5h，保溫完畢后，取樣，根據(jù)酸度加入2001kg水解水?dāng)嚢?0~30分鐘取樣調(diào)整保持第二酸度(28~30%)，開始緩慢加入甲醛430kg，加甲醛溫度控制在95~100°C時間2.5~3小時。升高溫度至110~120°C之間，隨著縮合的進(jìn)行，物料會增稠，加入少量水稀釋，繼續(xù)縮合，縮合5次后加水稀釋。加入LP復(fù)合堿(石灰200kg、苛性鉀600kg)中和至PH=7~9，過濾除去硫酸鈣后，在噴霧干燥機(jī)中干燥成粉劑。得到硫酸鉀含量為16.7%的高速紙面石膏板生產(chǎn)線專用的減水劑。
[0012]具體實施例二
將工業(yè)萘1200kg投入到反應(yīng)釜中，升高溫度到135~145°C緩慢加入經(jīng)計量的濃硫酸1600kg,加酸時間在30min左右,繼續(xù)加蒸汽升溫，當(dāng)溫度升到155°C時開始保溫,保溫溫度155~165°C，保溫時間2.5h,保溫完畢后，取樣，根據(jù)酸度加入4001kg水解水?dāng)嚢?0~30分鐘取樣調(diào)整保持第二酸度(28~30%)，開始緩慢加入甲醛760kg，加甲醛溫度控制在95~100°C時間2.5 - 3小時。升高溫度至110~120°C之間，隨著縮合的進(jìn)行，物料會增稠，加入少量水稀釋，繼續(xù)縮合，縮合8次后加水稀釋。加入LP復(fù)合堿(石灰300kg、苛性鉀1000kg)中和至PH=7~9,過濾除去硫酸鈣與固體雜質(zhì),在噴霧干燥機(jī)中干燥成粉劑。得到硫酸鉀含量為23.2%的高速紙面石膏板生產(chǎn)線專用的減水劑。
[0013]在實驗室范圍內(nèi)進(jìn)行了實施例一和實施例二的實驗工作，內(nèi)容為建筑石膏的常規(guī)實驗:標(biāo)準(zhǔn)稠度、初凝時間、終凝時間和抗折強(qiáng)度，其中添加量采用建筑石膏粉質(zhì)量比的
0.3%，實驗結(jié)果如下表1所示。
[0014]表1建筑石膏使用新型減水劑前后性能變化
【權(quán)利要求】
1.一種大型石膏板線專用減水劑的合成工藝，其特征是，按照以下步驟進(jìn)行: 將工業(yè)萘投入到反應(yīng)釜中，升高溫度加入濃硫酸磺化，加水稀釋水解，通過加入甲醛進(jìn)行多次縮合，并采用一定比例的熟石灰與苛性鉀的復(fù)合堿(簡稱LP復(fù)合堿)進(jìn)行母液中和，過濾除去硫酸鈣后，在噴霧干燥機(jī)中干燥成粉劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速石膏板線專用減水劑的合成工藝，其特征在于:縮合前控制度28~30%，采用37%濃度的甲醛按與β -萘磺酸按照摩爾比1.05~1.15: 1，反復(fù)縮合2~10次，縮合時間3~10小時，使萘系減水劑的核體數(shù)達(dá)到9η。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速石膏板線專用減水劑的合成工藝，其特征在于:應(yīng)用LP復(fù)合堿，中和剩余硫酸，按照熟石灰與苛性鉀的重量比1:2~1:4制作LP復(fù)合堿，控制硫酸鉀含量，用于高速石膏板線的生產(chǎn)。
【文檔編號】C04B103/30GK103896509SQ201410088374
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】亓建設(shè), 李宏石, 藺寶生, 何偉, 時軍祥, 楊秀云 申請人:山東省萊蕪市汶河化工有限公司