一種保坍減水型聚羧酸減水劑及其低溫快速制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料的技術領域，具體涉及一種保坍減水型聚羧酸減水劑及其低 溫快速制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著混凝土向高性能化和多功能化的方向發(fā)展，對外加劑提出了更高的要求，為 滿足混凝土的栗送性能和強度要求，需開發(fā)多種不同功能的聚羧酸減水劑來滿足社會需 求。
[0003] 聚羧酸減水劑的制備過程，可以通過分子結構的設計原則，采用自由基聚合的方 法將減水、保坍等一些功能型基團接枝在大分子鏈上，得到具有梳型結構、星型結構或交聯(lián) 結構的大分子，這些不同功能的側鏈基團和不同結構特征的大分子結構可決定聚羧酸減水 劑的不同性能。
[0004] 混凝土拌合時，聚羧酸分子結構中一部分主鏈錨固在水泥顆粒表面，另一部分主 鏈、側基伸展于水溶液中，形成一定的空間位阻，主側鏈在長度適合時才能發(fā)揮最佳的分散 作用；吸附于水泥顆粒表面的減水劑分子使水泥顆粒帶上電荷，從而在水泥顆粒間產生靜 電斥力，增強分散效果。
[0005] 在社會經濟發(fā)展過程中，成本的控制顯得尤為重要，商業(yè)混凝土攪拌站一直在尋 求降低單方混凝土成本方法，最近比較盛行的是高標號低凝膠材料的特殊配合比，這種配 合比可以大大的節(jié)約水泥的用量，有效降低生產成本，但是這種配合比更加依賴于外加劑， 對外加劑的性能也提出了更高的要求，需具有高保坍和高減水功能的外加劑才能滿足其要 求，因此，開發(fā)一款具有保坍減水型聚羧酸減水劑具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種保坍減水型聚羧酸減水 劑及其低溫快速制備方法，保坍性更好，減水率更高，和易性更佳，適應性更廣，是一種新型 的具有高保坍高減水性能的聚羧酸減水劑。
[0007] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：
[0008] -種保坍減水型聚羧酸減水劑的制備方法，包括：
[0009] 1)將5~15份不飽和羧酸和15~30份水配制成溶液A ;將0. 05~0. 6份包括 甲醛次硫酸氫鈉的還原劑和15~30份水配制成pH值為7~9的溶液B ;將0. 1~1份鏈 轉移劑和15~30份水配制成溶液C ;
[0010] 2)將100份不飽和聚氧乙烯醚、1~10份不飽和羧酸、0. 05~2份氧化劑和40~ 90份水混合得到混合溶液，調節(jié)反應溫度至15°C~60°C，攪拌溶解；先向該混合溶液內同 時滴加溶液B和溶液C，滴加5~30分鐘后，在繼續(xù)滴加溶液B和溶液C的情況下開始滴加 溶液A，三種溶液共同在1~3小時內滴加完畢且溶液B和溶液C比溶液A晚10~30分鐘 滴完；滴加結束后，保溫反應30~60分鐘，再向反應液中加入1~10份氫氧化鈉，即得所 述之保坍減水型聚羧酸減水劑。
[0011] 其中，上述各組分均按質量份數計。
[0012] 一實施例中：所述步驟2)中，100份不飽和聚氧乙烯醚、1~10份不飽和羧酸、 0. 05~2份氧化劑和40~90份水混合后的混合溶液pH值為3~6。
[0013] -實施例中：所述步驟2)中，前2/3的溶液A的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s，后 1/3的溶液A的滴加速率為0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率為0. 02g/s~ 0. lg/s，后1/3的溶液B的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s。
[0014] 一實施例中：所述不飽和羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯和丙烯酸羥乙 酯中的至少一種。
[0015] -實施例中：所述還原劑還包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、2-羥基-2-亞磺酸基乙酸 二鈉鹽和吊白塊中的至少一種，且該至少一種還原劑與甲醛次硫酸氫鈉、15~30份水混合 后得到的溶液B的pH值為7~9。
[0016] -實施例中：所述鏈轉移劑為巰基乙酸、巰基丙酸和甲基丙基磺酸鈉中的至少一 種。
[0017] 一實施例中：所述不飽和聚氧乙烯醚為羥丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚和異戊烯基聚 氧乙烯基醚中的至少一種。
[0018] -實施例中：所述羥丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚和異戊烯基聚氧乙烯基醚的分子量 均為1200~4800。
[0019] -實施例中：所述氧化劑為過氧化氫、過硫酸鈉或過硫酸銨中的至少一種。
[0020] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：
[0021 ] 根據上述保坍減水型聚羧酸減水劑的制備方法所制備的保坍減水型聚羧酸減水 劑。
[0022] 本技術方案與【背景技術】相比，它具有如下優(yōu)點：
[0023] 1.本發(fā)明所述的制備方法，將初始反應釜內的溶液pH值通過1~10份不飽和羧 酸調整在3~6之間，將含有還原劑的溶液B的pH值調整為7~9之間，大大提高了初始 滴加復合還原劑的反應活性，降低副反應的發(fā)生，使得產品的轉化率更高。
[0024] 2.本發(fā)明所制備的減水劑跟現有產品相比，采用甲醛次硫酸氫鈉混合而成的新型 混合物還原劑，通過在大單體上接枝超高密度的不同的減水和緩釋側鏈基團，使其保坍性 更好，減水率更高，和易性更佳，適應性更廣，是一種新型的具有高保坍高減水性能的聚羧 酸減水劑。
[0025] 3.本發(fā)明制備方法簡單，所需反應溫度在15°C~60°C即可，與常規(guī)制備技術相比 所需溫度更低，且所制備的減水劑跟現有產品相比，制備時間可節(jié)省2~4小時，速度更快。
[0026] 4.本發(fā)明所制備的產品與現有的產品相比，在低凝膠材料的高標號混凝土配合比 中，更能突顯出其優(yōu)勢，可大大節(jié)約水泥的用量且強度未減弱，同等強度等級下平均可節(jié)省 水泥 100 ~200kg/m3。
【具體實施方式】
[0027] 下面通過實施例具體說明本發(fā)明的內容：
[0028] 實施例1
[0029] 1)將15份丙烯酸和30份水配制成溶液A ;將還原劑0. 4份甲醛次硫酸氫鈉、0. 1 份亞硫酸鈉、0. 1份2-羧基-2-亞磺酸基乙酸二鈉鹽和30份水配制成pH值為7~9的溶 液B ;將1份鏈轉移劑巰基乙酸和30份水配制成溶液C ;
[0030] 2)將100份異戊烯基聚氧乙烯基醚（TPEG)(分子量為1200~4800)、2份丙烯酸、 2份氧化劑過氧化氫和40份水加入反應釜中，混合得到pH值為3~6的混合溶液，調節(jié) 反應溫度至60°C，攪拌溶解；先向該混合溶液內同時滴加溶液B和溶液C，滴加10分鐘后， 在繼續(xù)滴加溶液B和溶液C的情況下開始滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率為 0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴加速率為0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴 加速率為〇. 〇2g/s~0. lg/s，后1/3的溶液B的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s ;三種溶液共 同在2. 5小時內滴加完畢且溶液B和溶液C比溶液A晚10~30分鐘滴完；滴加結束后，保 溫反應1小時，再向反應液中加入10份氫氧化鈉固體進行中和，即得所述之保坍減水型聚 羧酸減水劑。
[0031 ] 其中，上述各組分均按質量份數計。
[0032] 實施例2
[0033] 1)將7份丙烯酸、3份丙烯酸羥丙酯和20份水配制成溶液A ;將還原劑0. 2份甲 醛次硫酸氫鈉、0. 1份吊白塊和20份水配制成pH值為7~9的溶液B ;將鏈轉移劑0. 2份 巰基乙酸、0. 1份甲基丙基磺酸鈉和20份水配制成溶液C ;
[0034]2)將20份羥丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚（VPEG)、80份異戊烯基聚氧乙烯基醚（分 子量均為1200~4800)、2份丙烯酸、1份甲基丙烯酸、1份氧化劑過氧化氫和70份水加入 反應釜中，混合得到pH值為3~6的混合溶液，調節(jié)反應溫度至30°C，攪拌溶解；先向該混 合溶液內同時滴加溶液B和溶液C，滴加20分鐘后，在繼續(xù)滴加溶液B和溶液C的情況下開 始滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴 加速率為0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率為0. 02g/s~0. lg/s，后1/3的 溶液B的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s ;三種溶液共同在2. 5小時內滴加完畢且溶液B和 溶液C比溶液A晚10~30分鐘滴完；滴加結束后，保溫反應1小時，再向反應液中加入6 份氫氧化鈉固體進行中和，即得所述之保坍減水型聚羧酸減水劑。
[0035] 其中，上述各組分均按質量份數計。
[0036] 實施例3
[0037] 1)將6份丙烯酸、3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羥乙酯和20份水配制成溶液A ;將 還原劑〇. 05份甲醛次硫酸氫鈉、0. 15份亞硫酸鈉、0. 05份2-羧基-2-亞磺酸基乙酸二鈉 鹽和20份水配制成pH值為7~9的溶液B ;將鏈轉移劑0. 2份巰基乙酸、0. 3份巰基丙酸 和20份水配制成溶液C ;
[0038] 2)將30份羥丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚、70份異戊烯基聚氧乙烯基醚（分子量均 為1200~4800)、1份丙烯酸、1份丙烯酸羥乙酯、0. 5份氧化劑過硫酸鈉和70份水加入反 應釜中，混合得到pH值為3~6的混合溶液，調節(jié)反應溫度至40°C，攪拌溶解；先向該混合 溶液內同時滴加溶液B和溶液C，滴加5分鐘后，在繼續(xù)滴加溶液B和溶液C的情況下開始 滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴加 速率為0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率為0. 02g/s~0. lg/s，后1/3的溶 液B的滴加速率為0. lg/s~0. 2g/s ;三種溶液共同在2小時內滴加完畢且溶液B和溶液C 比溶液A晚10~30分鐘滴完；滴加結束后，保溫反應1小時，再向反應液中加入3份氫氧 化鈉固體進行中和，即得所述之保坍減水型聚羧酸減水劑。