一種多胺基纖維改性羧酸類減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混凝土用外加劑及其制備方法，尤其涉及一種多胺基纖維改性羧 酸類減水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 減水劑又稱為分散劑或塑化劑，由于使用時可使新拌混凝土的用水量減小，因此 而得名。在現(xiàn)代混凝土技術(shù)領(lǐng)域里，減水劑是改善混凝土流變性能的外加劑之一，已被當作 混凝土除水泥、砂、石和水之外的第五組份。
[0003] 常見的減水劑主要有木質(zhì)素環(huán)酸鹽系、萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽系和聚羧酸 系等。
[0004] 國外聚羧酸系高效減水劑在混凝土制備中已經(jīng)廣泛使用，國內(nèi)外聚羧酸鹽高性能 減水劑的專利文獻主要是不飽和醇的聚醚類聚羧酸鹽減水劑。該類減水劑使用原料一般由 不飽和羧酸類（丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐）、聚氧鏈烯烴（聚氧乙烯、聚乙二醇等）、不 飽和羧酸酯類、含有磺酸基團的不飽和單體等，其中聚氧鏈烯烴作為大單體使用。在聚氧 鏈烯烴中，不飽和醇的聚醚類聚羧酸鹽減水劑的合成工藝簡單，產(chǎn)品純度很高，使用尤為廣 泛。但是，目前市場上的產(chǎn)品主要是烯丙基聚氧乙烯醚，該類聚醚活性較低，只能與馬來酸 酐進行較好的共聚，合成的產(chǎn)品減水率低，保坍性能一般并且由于馬來酸酐的雙羧基，使的 該類聚羧酸鹽減水劑對水泥的水化影響較大；甲基烯丙基聚氧乙烯醚，該類聚醚活性較高， 能與丙烯酸類小單體進行較好的共聚，合成的減水劑減水率較高，保坍性能好，與各種水泥 適應(yīng)性好，但是其合成時所使用的起始劑為甲基烯丙醇合成工藝復(fù)雜，價格較高，屬于精細 化工品，限制了其大量推廣使用。CN101993210中公開了一種聚異戊二烯聚醚類聚羧酸鹽減 水劑及其制備方法，一定程度上提高了反應(yīng)速率、減水率和保坍性能，但是，隨著近幾年基 礎(chǔ)建設(shè)對于水泥性能要求的不斷提高，該類減水劑在保坍性、摻混量、混凝土強度等方面的 性能也需要大幅改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種多胺基纖維改性羧酸類減水 劑，該減水劑使用了異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯 酰胺作為主要原料，并加入了引發(fā)劑、PH值調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、還原劑、磷酸鈉和多胺基 纖維作為助劑。本申請的申請人意料不到地發(fā)現(xiàn)該減水劑保坍性能好、摻混量低、抗收縮性 能優(yōu)異。
[0006] 本發(fā)明所述多胺基纖維改性羧酸類減水劑，包含異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺 基（甲基）丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺和多胺基纖維。
[0007] 另外，本發(fā)明還提供一種多胺基纖維改性羧酸類減水劑的制備方法，其特征在于 使用異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺作為主要原 料，并加入了引發(fā)劑、pH值調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、還原劑、磷酸鈉和多胺基纖維作為助劑
[0008] 優(yōu)選地，所述制備方法包括如下步驟：
[0009] 一、底料制備
[0010] 將水、異戊二烯基聚乙二醇、酸酐、丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸、磷酸鈉、部分丙烯 酸、丙烯酰胺、部分分子量調(diào)節(jié)劑（優(yōu)選甲基丙烯磺酸鈉）混合，并使得溫度達到20-25?， 然后加入引發(fā)劑，制得底料；
[0011] 二、滴加料A的制備
[0012] 將余量的丙烯酸溶解于水中制備得到丙烯酸水溶液，也即滴加料A ;
[0013] 三、滴加料B的制備
[0014] 將余量的分子量調(diào)節(jié)劑（優(yōu)選巰基丙酸）和維生素 C加入到水中，制得所述滴加 料B ;
[0015] 四、減水劑成品制備
[0016] 攪拌使得底料中各組分混合均勻，同時開始滴加料A和滴加料B，滴加完畢以 后，加入經(jīng)過粉碎處理的多胺基纖維粉末，繼續(xù)攪拌，優(yōu)選升高溫度至35-45? (優(yōu)選 40-42°C )，恒溫老化1-3小時，然后加入pH調(diào)節(jié)劑進行中和。
[0017] 優(yōu)選地，所述多胺基纖維改性減水劑包含下述重量份的原料：
[0018] 異戊二烯基聚乙二醇 5000-8000 丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸 15 - 30 酸酐 0.5-2 丙烯酸 700-900，還優(yōu)選其中底料制備中加入200 一300，滴加料A中加入500 - 600 丙烯酰胺 25-40 多胺基纖維 1-2
[0019] 更優(yōu)選地，所述多胺基纖維改性減水劑還包含下述重量份的原料：
[0020] 分子景調(diào)節(jié)劑 100 -150,還優(yōu)選底料中加入巾雄丙烯磺 酸鈉，滴加料B中加入巰基丙酸 引發(fā)劑 30-40 還原劑 5_15 pH調(diào)節(jié)劑 50 -100 (以氫氧化鈉的干重計算） 磷酸鈉 0.5-2
[0021] 優(yōu)選地，所述異戊二烯基聚乙二醇（也即，異戊二烯基聚氧乙烯醚）的分子量為 500-10000,優(yōu)選2000-5000 ;所述丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙 磺酸；所述酸酐為不飽和羧酸酐，例如順丁烯二酸酐；所述分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸 鈉、巰基丙酸或其組合；所述引發(fā)劑為過氧化物或雙氧水，更優(yōu)選雙氧水；所述還原劑為維 生素 C。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1
[0023] 一、底料制備
[0024] 將3800千克去離子水、6600千克異戊二烯基聚乙二醇（分子量2400)、1千克順丁 烯二酸酐、23千克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、1千克磷酸鈉、250千克丙烯酸、30千克 丙烯酰胺、70千克甲基丙烯磺酸鈉混合，并使得溫度達到22°C，然后加入50%的雙氧水30 千克，制得底料；
[0025] 二、滴加料A的制備
[0026] 將500千克丙烯酸溶解于1200千克去離子水中制備得到丙烯酸水溶液，也即滴加 料A ;
[0027] 三、滴加料B的制備
[0028] 將35千克甲基丙烯磺酸鈉和維生素 C加入到水中，制得所述滴加料B ;
[0029] 四、減水劑成品制備
[0030] 攪拌使得底料中各組分混合均勻，同時開始滴加料A和滴加料B，滴加完畢以后， 加入經(jīng)過粉碎處理的多胺基纖維（水合肼和二乙烯三胺為原料制備，平均分子量10000)粉 末1千克，繼續(xù)攪拌，升高溫度至40°C，恒溫老化1-3小時，然后加入140千克濃度為50% 的氫氧化鈉溶液進行中和。
[0031] 實施例2
[0032] 其它步驟與實施例1相同，不同之處在于使用3千克多胺基纖維，而不是1千克。
[0033] 實施例3
[0034] 其它步驟與實施例1相同，不同之處在于底料的步驟中不加入250千克丙烯酸，而 將這250千克丙烯酸與滴加料A中的500千克丙烯酸合并，共計750千克，制備得到滴加料 A0
[0035] 實施例4
[0036] 其它步驟與實施例1相同，不同之處在于在滴加料B的制備過程中用10千克巰基 丙酸代替實施例1中所述35千克甲基丙烯磺酸鈉。
[0037] 實施例5
[0038] 其它步驟與實施例1相同，使用2千克多胺基纖維，而不是1千克。
[0039] 實施例6
[0040] 其它步驟與實施例1相同，不同之處在于在滴加料B的制備過程中用35千克巰基 丙酸代替實施例1中所述35千克甲基丙烯磺酸鈉。
[0041] 對比例1
[0042] 其他條件與實施例1相同，不同之處僅在于未加入多胺基纖維素粉末。
[0043] 對比例2
[0044] 其它步驟與實施例1相同，不同之處在于用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯代替實施例 1中所述異戊二烯基聚乙二醇。
[0045] 對比例3
[0046] 其余步驟與實施例1相同，不同之處僅在于用烯丙基聚氧乙烯醚代替實施例1中 所述異戊二烯基聚乙二醇。
[0047] 對比例4
[0048] 原料以及原料用量與實施例1相同，不同之處在于將除氫氧化鈉溶液以外的其它 所有原料一起加入反應(yīng)釜中，然后攪拌，升溫到40°C，恒溫老化1-3小時，然后加入140千克 濃度為50%的氫氧化鈉溶液進行中和。
[0049] 表 1 :
[0050] 將本發(fā)明減水劑和對比例所述減水劑分別添加到拉法基水泥中后的性能比較
[0051]
[0052] 其中;t丹落度的測試方法：用一個上口 100mm、下口 200mm、高300mm喇卩八狀的;t丹落度 桶，灌入混凝土后搗實，然后拔起桶，混凝土因自重產(chǎn)生塌落現(xiàn)象，用桶高（300mm)減去塌 落后混凝土最高點的高度，稱為塌落度，單位為mm ;減水率和含氣量按照GB8076-2008中規(guī) 定的方法測試。
[0053] 混凝土收縮實驗方法參照GB-T50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗 方法標準》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
[0054] 減水率實驗方法參照GB8076-2008《混凝土外加劑》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
【主權(quán)項】
1. 一種多胺基纖維改性羧酸類減水劑，包含異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺基（甲基） 丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺和多胺基纖維。2. -種多胺基纖維改性羧酸類減水劑的制備方法，其特征在于使用異戊二烯基聚乙二 醇、丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺作為主要原料，并加入了引發(fā)劑、PH 值調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、還原劑、磷酸鈉利多胺基纖維作為助劑。3. 權(quán)利要求2所述的多胺基纖維改性羧酸類減水劑的制備方法，其包括如下步驟： 一、 底料制備 將水、異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺基（甲基）丙磺酸、酸酐、部分丙烯酸、丙烯酰胺、 磷酸鈉、部分分子量調(diào)節(jié)劑（優(yōu)選甲基丙烯磺酸鈉）混合，并使得溫度達到20-25°C，然后加 入引發(fā)劑，制得底料； 二、 滴加料A的制備 將余量的丙烯酸溶解于水中制備得到丙烯酸水溶液，也即滴加料A; 三、 滴加料B的制備 將余量的分子量調(diào)節(jié)劑（優(yōu)選巰基丙酸）和還原劑（優(yōu)選維生素C)加入到水中，制得 所述滴加料B; 四、 減水劑成品制備 攪拌使得底料中各組分混合均勻，同時開始滴加料A和滴加料B，滴加完畢以后，加入 經(jīng)過粉碎處理的多胺基纖維粉末，繼續(xù)攪拌，恒溫老化1-3小時，然后加入pH調(diào)節(jié)劑進行中 和。4. 權(quán)利要求2或3所述方法制備得到的多胺基纖維改性羧酸類減水劑。5. 權(quán)利要求1或4所述多胺基纖維改性羧酸類減水劑，其包含下述重量份的原料：6. 權(quán)利要求5所述的多胺基纖維改性羧酸類減水劑，其還包含下述重量份的原料：7.權(quán)利要求1、4-6任一項所述的多胺基纖維改性羧酸類減水劑，其中，優(yōu)選，所述異戊 二烯基聚乙二醇（也即，異戊二烯基聚氧乙烯醚）的分子量為2000-5000;所述丙烯酰胺基 (甲基）丙磺酸為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述酸酐為不飽和羧酸酐，例如順丁烯 二酸酐；所述分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸鈉、巰基丙酸或其組合；所述引發(fā)劑為過氧化 物或雙氧水，更優(yōu)選雙氧水；所述還原劑為維生素C。
【專利摘要】提供一種多胺基纖維改性羧酸類減水劑及其制備方法，該減水劑使用了異戊二烯基聚乙二醇、丙烯酰胺基(甲基)丙磺酸、酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺作為主要原料，并加入了引發(fā)劑、pH值調(diào)節(jié)劑、分子量調(diào)節(jié)劑、還原劑、磷酸鈉和多胺基纖維作為助劑。該減水劑保坍性能好、摻混量低、抗收縮性能優(yōu)異。
【IPC分類】C04B24/12, C08F283/06, C08F220/58, C04B24/16, C08F220/56, C04B103/30, C08F220/06
【公開號】CN104961866
【申請?zhí)枴緾N201510352778
【發(fā)明人】馬清浩
【申請人】馬清浩
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月25日