聚羧酸系粉剂生产过程主要问题研究

1、聚羧酸系粉剂生产过程主要问题的研究马久锋减水剂研发课题组摘要：本文主要叙述了聚羧酸粉剂在生产过程中面临的一些问题，并提出解决方案。最后通过实验数据对不同类型的聚羧酸减水剂粉剂进行了比较。关键词：聚羧酸减水剂；喷粉工艺；玻璃化温度1前言聚羧酸系聚合物与水具有非常好的亲和性，接枝的聚氧乙烯侧链延伸在水中与水分子形成氢键，具有很好的保水性，因此液体聚羧酸系减水剂比传统的减水剂更难干燥。此外聚羧酸系减水剂聚合物的玻璃化温度只有45左右，液体聚羧酸系减水剂放在干燥箱中干燥时，即使水分已经蒸发，干燥得到的固体像蜡状或者浆糊仍具有黏性。所以目前减水剂不能像传统的萘系减水剂、三聚氰胺减水剂等，利用传统的工艺制

2、成粉末状减水剂。2粉体聚羧酸减水剂生产工艺本文以喷雾干燥聚羧酸减水剂粉末为例介绍聚羧酸粉剂生产过程中面临的一些问题和主要解决方式；下图为喷雾式生产过程流程图：在生产过程中为改善聚羧酸系聚合物的黏性可在液体的聚羧酸系减水剂中加入无机粉末状材料。加入的无机粉末材料基本上都是水泥混凝土混合材料，包括硅酸盐水泥、高炉矿渣粉、粉煤灰和硅灰等。此外其他的无机粉末碳酸钾、硫酸钾、硫酸铝、沸石粉、氢氧化钙、氢氧化镁和石英粉也可以作为无机填料使用。同时为控制粉状减水剂的引气性能，一般在减水剂的混合液中加入一定比例的消泡剂。喷雾干燥时也可以加入润湿剂和坍落度保持改进的物质。3粉体聚羧酸减水剂生产过程解决问题的方法

3、3.1 添加无机粉末改善产品性能将无机粉末和聚羧酸系减水剂混合用喷雾干燥的方法可以得到粉末状的聚羧酸系减水剂。但是无机粉末和聚羧酸系减水剂混合喷雾时，由于两种材料不能互溶，无机粉末材料会沉积在底部。需用搅拌设备不断搅拌以防止混合液分层。下表为不同无机粉末材料掺加比例时的喷雾效果：编号减水剂固体量，g无机粉末，g堵塞情况粉末回收率（%）备注11000少量70410040基本没有705100100基本没有703.2 还原剂在喷粉过程中应用也有在聚羧酸减水剂溶液中加入无机还原性化合物制造粉状减水剂的方法。虽然这些无机还原物质对聚羧酸系减水剂干燥过程的影响还不清楚，但加入这些还原性物质可以使溶液中残留

4、的自由基反应引发剂（过硫酸盐等）失去活性。所以，一般还原性无机化合物的添加量与残留的引发剂量和引发剂种类有关。同时加入有机胺类也有利于消除反应中剩余的未反应的单体。一般而言，无机和有机还原性化学添加量不宜太高。在减水剂溶液中同时加入聚乙二醇或者碳原子数为18-22的脂肪酸（盐）效果更好。3.3 抗结块剂对聚羧酸系粉剂粒径的影响粉状化聚羧酸系减水剂的粒径分布对其使用性能有重要影响，粒径太细加入水泥中溶解速度快，但是颗粒太细时颗粒之间容易团聚而堵塞送料管道影响正常生产。颗粒太粗时溶解速度慢，而且与水泥材料混合时不容易得到均匀的混合物，影响产品稳定性。通过加入抗结块剂有效的避免的粉状聚羧酸减水剂团聚

5、。下图可以明显对比出加过抗结块剂的效果：*未加抗结块剂 *加入抗结块剂3.4 合成适合制造粉剂产品的聚羧酸系减水剂产品要实现工业化生产，这些制造粉状聚羧酸减水剂的似乎都存在着工艺复杂、效率低和产率不高等一系列问题。2006年日本触媒公司从改变聚羧酸系减水剂母液的角度，提出了制造聚羧酸系减水剂的方法。现在市场上的聚羧酸系粉剂多以聚酯类为主，聚酯类减水剂因其使用的单体玻璃化温度较高，易于成粉，被广泛采用为聚羧酸系的母液。但是酯类减水剂存在诸多不足，诸如易于吸潮，受压易结块，投放到水中溶解速度较慢等限制了其应用的范围。但是醚类粉状减水剂因其采用单体玻璃化温度较低，在高温下很容易软化甚至液化，会给水剂成粉工艺造成很大的难度。从增大合成聚羧酸系减水剂玻璃化温度的角度出发，在不影响减水剂性能的前提下使用合适的单体以及配比、工艺，来获得有较高玻璃化温度聚羧酸系减水剂。3.5 其他因素聚羧酸系粉剂成粉过程中送料速率和送料压缩空气压强对产品性能也有很大影响。当速度过快容易造成送料管道堵塞。当速率过慢时，又造成产能过低。也有人用增大干燥塔直径的方法来解决物料粘壁的问题。即使干燥塔内有半干物料也可在气流扰动下喷到干燥的塔壁，也很容易脱落。参考文献1.李崇智，冯乃谦. 梳形聚羧酸系减水剂的制备、表征与作用机理. 硅酸盐学报2.李崇智，冯乃谦. 梳形聚羧酸系减水剂与水泥的相容性研