1.本发明涉及速凝剂制备技术领域，具体涉及一种含氟速凝剂及其制备方法。
背景技术：
2.含氟速凝剂作为混凝土的一种外加剂，可以有效缩短水泥的凝结硬化时间，广泛应用于喷射混凝土以及快速堵漏施工中。目前市面上含氟速凝剂的种类繁多，大致可分为两类：一类是由硫酸铝和碳酸盐为主，再复合其它无机盐类组成；另一类则是以硅酸钠为主要成分，再与其它无机盐类复合而成。
3.以硫酸铝和碳酸盐为主的含氟速凝剂水泥凝结硬化速度快，因此得到了广泛的应用。但是在实际制备过程中发现，现有的以铝酸盐为主的含氟速凝剂在制备过程中，非常容易产生颗粒沉淀，给速凝剂的制备过程带来了不必要的麻烦。
4.因此，提供一种制备过程不易产生颗粒沉淀的含氟速凝剂成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种含氟速凝剂及其制备方法，解决了现有以铝酸盐为主的含氟速凝剂在制备过程中，非常容易产生颗粒沉淀的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
9.一种含氟速凝剂，所述速凝剂配方的重量百分比：
10.液体铝酸钠：8～15％；
11.硫酸铝：40～50％；
12.氟化盐：6～9％；
13.醇胺：4～8％；
14.水：25～32％；
15.各组分之和为100％。
16.优选地，所述氟化盐选自氟硅酸钠、氟硅酸镁中的至少一种。
17.优选地，所述氟化盐包括氟硅酸钠、氟硅酸镁，所述氟硅酸钠、氟硅酸镁的质量比为(5～7)：(2～3)。
18.优选地，所述氟化盐包括氟硅酸钠、氟硅酸镁，所述氟硅酸钠、氟硅酸镁的质量比为6：2.5。
19.优选地，所述液体铝酸钠包括氢氧化铝、氢氧化钠。
20.优选地，所述速凝剂的稳定性≥90天。
21.另一方面，一种含氟速凝剂的制备方法，包括如下步骤：
22.1)按照氢氧化钠、氢氧化铝质量比为1:1.2～1.5，依次加入水、氢氧化铝、氢氧化
钠，加热至90～110℃，保温1～2h，得到液体铝酸钠溶液；
23.2)将水加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将氟化盐加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌，50～80℃下反应0.5～1h；
24.3)在氟化盐反应完全后，添加硫酸铝，继续反应1-2h；
25.4)加入有机醇胺，搅拌0.5～1h即制得所述含氟速凝剂。
26.优选地，所述步骤3)，在氟化盐反应完全后，添加硫酸铝。
27.优选地，所述步骤1)，液体铝酸钠的质量浓度为55～65％。
28.(三)有益效果
29.本发明提供了一种含氟速凝剂及其制备方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：
30.本发明提供的含氟速凝剂，包括液体铝酸钠和氟化盐，氟化盐包括氟硅酸钠和/或氟硅酸镁，氟硅酸钠、氟硅酸镁难溶于水，但是由于其水解产物含有氢氟酸，其水溶液呈酸性。而液体铝酸钠呈碱性，ph值在11左右，液体铝酸钠可使得氟化盐完全水解生成二氧化硅凝胶。在氟化盐水解反应后，再添加硫酸铝，二氧化硅凝胶较好的包裹了氟离子，减慢了配制过程中氟离子与硫酸铝中铝离子的接触速度，进而阻止了氟化铝颗粒的快速生成后团聚成颗粒沉淀。因此，本发明的含氟速凝剂在制备过程中不会产生颗粒沉淀，制备工序容易操作。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是实施例1制备的含氟速凝剂照片；
33.图2是对比例1制备的含氟速凝剂照片；
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本技术实施例通过提供一种含氟速凝剂及其制备方法，解决了现有以铝酸盐为主的含氟速凝剂在制备过程中，非常容易产生颗粒沉淀的技术问题。
36.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
37.氟化盐包括氟硅酸钠和/或氟硅酸镁，氟硅酸钠和氟硅酸镁难溶于水，但是其水溶液呈酸性，这是由于其水解产物含有氢氟酸的缘故。而偏铝酸钠水解呈碱性，ph值在11左右，可使得氟化盐完全水解生成二氧化硅凝胶。二氧化硅凝胶较好的包裹了氟离子，减慢了后续氟离子与硫酸铝中铝离子的接触速度，进而阻止了氟化铝颗粒的快速生成后团聚成颗粒沉淀。
38.所述氟化盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁，所述氟硅酸钠、氟硅酸镁的质量比为(5～7)：(2～3)时，氟硅酸钠、氟硅酸镁协同作用，使含氟速凝剂的稳定性≥90天。
39.所述的含氟速凝剂的制备方法，包括如下步骤：
40.1)按照氢氧化钠、氢氧化铝质量比为1:1.2～1.5，依次加入水、氢氧化铝、氢氧化钠，加热至90～110℃，保温1～2h，得到液体铝酸钠溶液；
41.2)将水加入到所述液体铝酸钠溶液中，液体铝酸钠的质量浓度为55～65％，搅拌均匀，得到的液体铝酸钠溶液ph值为11，再将氟化盐加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌，50～80℃下反应0.5～1h，在液体铝酸钠溶液的作用下，使得氟化盐完全水解生成二氧化硅凝胶，二氧化硅凝胶较好的包裹了水解生成的氟离子；
42.3)在氟化盐反应完全，体系呈均匀的乳白色状后，添加硫酸铝，继续反应1-2h；氟化盐反应产生的氟离子被生成的二氧化硅凝胶较好的包裹了，因此，减缓了氟离子与铝离子的反应速度，进而阻止了氟化铝颗粒的快速生成，避免大量的氟化铝团聚成颗粒沉淀。
43.4)加入有机醇胺，可以促进硫酸铝的溶解，显著提高净浆的凝结时间和砂浆的抗压强度，搅拌0.5～1h即制得所述含氟速凝剂。
44.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
45.实施例1：
46.本实施例提供一种速凝剂，配方的重量百分比：
47.液体铝酸钠：8％；
48.硫酸铝：50％；
49.氟化盐：9％；
50.有机醇胺：7％；
51.水：26％；
52.含氟催化剂的制备方法，包括如下步骤：
53.1)按照氢氧化钠、氢氧化铝质量比为1:1.2，依次加入水、氢氧化铝、氢氧化钠，加热至90℃，保温1h，得到液体铝酸钠溶液，液体铝酸钠的质量浓度为55％；
54.2)将水加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将氟化盐加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌，50℃下反应0.5h；
55.氟化盐包括氟硅酸钠、氟硅酸镁，两者的质量比为6：2.5；
56.3)在氟化盐反应完全后，添加硫酸铝，继续反应1h；
57.4)加入有机醇胺，搅拌0.5h即制得所述含氟速凝剂。
58.制备的含氟速凝剂照片如图1所示，制备的含氟速凝剂没有颗粒物。
59.实施例2
60.本实施例提供一种含氟速凝剂，速凝剂配方的重量百分比：
61.液体铝酸钠：15％；
62.硫酸铝：45％；
63.氟化盐：9％；
64.有机醇胺：8％；
65.水：23％；
66.含氟催化剂的制备方法，包括如下步骤：
67.1)按照氢氧化钠、氢氧化铝质量比为1:1.3，依次加入水、氢氧化铝、氢氧化钠，加热至100℃，保温1.5h，得到液体铝酸钠溶液，液体铝酸钠的质量浓度为60％；
68.2)将水加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将氟化盐加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌，65℃下反应0.8h；
69.氟化盐包括氟硅酸钠、氟硅酸镁，两者的质量比为6：2.5；
70.3)在氟化盐反应完全后，添加硫酸铝，继续反应1.5h；
71.4)加入有机醇胺，搅拌0.8h即制得所述含氟速凝剂。
72.制备的含氟速凝剂没有颗粒物。
73.实施例3
74.本实施例提供一种含氟速凝剂，速凝剂配方的重量百分比：
75.液体铝酸钠：8％；
76.硫酸铝：50％；
77.氟化盐：9％；
78.醇胺：4％；
79.水：29％；
80.含氟催化剂的制备方法，包括如下步骤：
81.1)按照氢氧化钠、氢氧化铝质量比为1:1.5，依次加入水、氢氧化铝、氢氧化钠，加热至110℃，保温2h，得到液体铝酸钠溶液，液体铝酸钠的质量浓度为65％；
82.2)将水加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌均匀后，再将氟化盐加入到所述液体铝酸钠溶液中，搅拌，80℃下反应1h；
83.氟化盐包括氟硅酸钠、氟硅酸镁，两者的质量比为6：2.5；
84.3)在氟化盐反应完全后，添加硫酸铝，继续反应2h；
85.4)加入有机醇胺，搅拌1h即制得所述含氟速凝剂。
86.制备的含氟速凝剂没有颗粒物。
87.对比例1：
88.本对比例与实施例1的区别在于加料顺序不同，其他同实施例1。本对比例的加料顺序为：
89.在搅拌条件下加入液体铝酸钠和水，然后加入硫酸铝，继续搅拌直至全部溶解，再加入氟化盐，保温条件下继续搅拌，然后加入有机醇胺，继续保温搅拌，即得含氟速凝剂。
90.制备的含氟速凝剂照片如图2所示，制备的含氟速凝剂有明显的颗粒。
91.对比例2：
92.本对比例与实施例1的区别在于氟化盐选择氟硅酸钠，其他同实施例1。制备的含氟速凝剂无颗粒物。
93.对比例3：
94.本对比例与实施例1的区别在于氟化盐选择氟硅酸镁，其他同实施例1。制备的含氟速凝剂无颗粒物。
95.对实施例1-3、对比例1-3制备得到的含氟速凝剂的稳定性、颗粒物以及用于水泥净浆的凝结时间和水泥砂浆的抗压强度进行测试，结果见表1。测试方法如下：
96.水泥净浆凝结时间和水泥砂浆抗压强度测试方法：
97.依照gb/t 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的标准，以速凝剂占水泥重量的5％、7％的量加入水泥净浆或水泥砂浆中，测试凝结时间和抗压强度。水泥净浆凝结时间测试配比为：基准水泥：水＝400:140。水泥砂浆抗压强度测试配比为：基准水泥：标准砂：水＝900:1350:450。
98.稳定性测试方法：将制备的含氟速凝剂常温常压下静置于室内，观察其溶液的状态，记录出现凝固物的时间。
99.表1含氟速凝剂的稳定性、对应的凝结时间、抗压强度测试结果
[0100][0101]
由表1可知，实施例1-3制备的含氟速凝剂无颗粒产生。对比例1制备的含氟速凝剂产生明显的颗粒。对比例2、3制备的含氟速凝剂也无颗粒，但是储存14、15天就产生明显的结晶凝固，可以看出，单一使用氟硅酸镁或氟硅酸钠制备的含氟速凝剂制备过程中虽然不会产生颗粒，但是稳定性较差。氟化盐选择氟硅酸镁和氟硅酸钠，氟硅酸镁和氟硅酸钠二者
协同使用，不仅制备过程中不会产生颗粒物，而且制备的含氟速凝剂稳定性在90d以上。
[0102]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0103]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。