一種聚羧酸減水劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚羧酸減水劑的制備方法，屬于減水劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是橋梁、道路、建筑等工程中常用的材料，隨著建筑業(yè)及水利工程的迅速發(fā) 展，對(duì)混凝土的性能提出了更高的要求。添加減水劑是提高混凝土性能的手段之一。減水劑 的發(fā)展有著悠久的歷史。從早期的木質(zhì)素磺酸鹽到上世紀(jì)60年代日本和德國(guó)分別成功研制 的萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽(SNF)和磺化三聚氰胺甲醛縮合物(SMF)這兩種高效減水劑，使 混凝土技術(shù)的發(fā)展上升到一個(gè)階段。
[0003] 國(guó)外從上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始開(kāi)發(fā)新一代的高分子減水劑，如丙烯酸系、馬來(lái)酸 系等聚羧酸系和改性聚醚系高效減水劑，減水率高達(dá)30%以上、摻量少、保坍性能好、引氣 量和續(xù)凝等指標(biāo)較為適中，適宜配制高流動(dòng)性、自密實(shí)混凝土，從而受到工程界的青睞。近 年來(lái)，混凝土外加劑的研究與生產(chǎn)日趨向高性能、無(wú)污染方向發(fā)展。聚羧酸高效減水劑由于 減水率高、保坍性能好、強(qiáng)度增長(zhǎng)快，適宜配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土、高流動(dòng)性及自密實(shí)混凝 土，成為國(guó)內(nèi)外混凝土外加劑研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。
[0004] 現(xiàn)有工藝制備聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，添加的合成材料較多，且需要 對(duì)主原料進(jìn)行高溫加熱熔化，以便其他高分子材料聚合反應(yīng)，高溫反應(yīng)容易產(chǎn)生二氧化碳、 二氧化硫、氮氧化物等有毒氣體，污染環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有工藝的不足，本發(fā)明提供一種聚羧酸減水劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種聚羧酸減水劑的制備方法：向裝有溫度計(jì)、攪拌棒、滴液漏斗、回流冷凝器的四口 燒瓶中加入烯丙基聚乙二醇和去離子水，攪拌均勻，先滴加 Α料，5分鐘后滴加 Β料，控制滴加 總時(shí)間在3_4h，保溫1 h，得到pH值為5-6.5的無(wú)色或淺黃色透明液體，加水稀釋至固含量為 22%，得到聚羧酸減水劑； 采用的原料組成及重量百分比含量為： 烯丙基聚乙二醇:35-38%; A料：10-18%; B料：10-18%; 去尚子水:余量； 其中，A料是三丙酸、復(fù)合引發(fā)劑和水的混合溶液;B料是丙烯酸、羥乙酯和水的混合溶 液。
[0007] 其中，A料中三丙酸、復(fù)合引發(fā)劑和水的質(zhì)量比為:1:1:2 ; B料中丙烯酸、羥乙酯和水的質(zhì)量比為1:1:2 ; 復(fù)合引發(fā)劑是過(guò)硫酸鉀和雙氧水按質(zhì)量比2:8的比例復(fù)配而成。
[0008] 烯丙基聚乙二醇溶于水及多種有機(jī)溶劑，是新一代聚羧酸系高效減水劑的重要原 料，使用烯丙基聚乙二醇合成的聚羧酸高效系減水劑具有高效的顆粒分散性和保持能力， 具有減水率高、水泥使用量低、增強(qiáng)效果好、耐久性好、不銹蝕鋼筋及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可 應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)攪拌及遠(yuǎn)距離輸送的高性能、高強(qiáng)度(C60以上）的商品混凝土中。
[0009] 本發(fā)明制備的聚羧酸高效減水劑的分子結(jié)構(gòu)呈梳形，特點(diǎn)是主鏈上帶多個(gè)活性基 團(tuán)，并且極性較強(qiáng);側(cè)鏈帶有親水的活性基團(tuán)，并且鏈較長(zhǎng)、數(shù)量多;疏水基團(tuán)的分子鏈段較 短，數(shù)量也少。本發(fā)明在聚羧酸高效減水劑的梳型聚合物主鏈上引入一定比例的官能團(tuán)，如 羧基(一 C00H)來(lái)提供電荷斥力；在支鏈上引入長(zhǎng)短不同的聚氧烷基醚類(lèi)側(cè)鏈，其醚鍵的 氧與水分子形成強(qiáng)力的氫鍵，并形成溶劑化的立體保護(hù)膜，該保護(hù)膜既具有分散性，又具有 分散保持性;通過(guò)調(diào)整聚合物主鏈上各官能團(tuán)的相對(duì)比例、聚合物主鏈和接技側(cè)鏈長(zhǎng)度以 及接技數(shù)量的多少，達(dá)到結(jié)構(gòu)平衡的目的。聚羧酸減水劑進(jìn)入水泥-水體系中，疏水的主鏈 立即吸附在水泥粒子表面并改變其表面的ξ電位，起到靜電斥力的作用；親水的側(cè)鏈伸向 水溶液，形成溶劑化的保護(hù)膜，起到空間位阻的作用并傳遞一定的靜電斥力。
[0010] 本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，并且是常溫反應(yīng)，去掉醋酸乙酯、偶氮二異丁晴、甲苯-4-磺酸、 氫氧化鈉、濃硫酸和端羥基聚氧乙烯基醚等溶劑，減少二氧化碳262噸，二氧化硫850公斤， 氮氧化物740公斤，減少了對(duì)環(huán)境的污染，有效地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，降低成本10%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本發(fā)明專(zhuān)利保護(hù)范圍不限于以下實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)原理所做的技術(shù)變 形，均落入本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0012] 實(shí)例1:向裝有溫度計(jì)、攪拌棒、滴液漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中加入烯丙基聚 乙二醇350克和去離子水250克，攪拌均勻，先滴加 Α料(三丙酸2.96克、復(fù)合引發(fā)劑2.96克）， 5分鐘后滴加 B料(丙烯酸40克，羥乙酯40克），控制滴加總時(shí)間在4h，保溫1 h，得到pH值為 5的無(wú)色或淺黃色透明液體，加水稀釋至固含量為22%，得到聚羧酸減水劑。
[0013] 實(shí)例2:向裝有溫度計(jì)、攪拌棒、滴液漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中加入烯丙基聚 乙二醇370克和去離子水250克，攪拌均勻，先滴加 A料(三丙酸3.26克、復(fù)合引發(fā)劑3.26克）， 5分鐘后滴加 B料(丙烯酸45克、羥乙酯45克），控制滴加總時(shí)間在3.5h，保溫1 h，得到pH值 為5.5的無(wú)色或淺黃色透明液體，加水稀釋至固含量為22%，得到聚羧酸減水劑。
[0014] 實(shí)例3:向裝有溫度計(jì)、攪拌棒、滴液漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中加入烯丙基 聚乙二醇345克和去離子水200克，攪拌均勻，先滴加 A料(三丙酸2.75克、復(fù)合引發(fā)劑2.75 克），5分鐘后滴加 B料(丙烯酸26克、羥乙酯26克），控制滴加總時(shí)間在3h，保溫1 h，得到pH值 為6的無(wú)色或淺黃色透明液體，加水稀釋至固含量為22%，得到聚羧酸減水劑。
[0015] 一、凈漿流動(dòng)度及其保持性能 表1:減水劑在不同摻量下的凈漿流動(dòng)度及其保持性能
二、 保塑性能 PC在不同水泥中的坍落度損失
三、 減水性能 混凝土減水率試驗(yàn)結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：向裝有溫度計(jì)、攪拌棒、 滴液漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中加入烯丙基聚乙二醇和去離子水，攪拌均勻，先滴加 A 料，5分鐘后滴加 B料，控制滴加總時(shí)間在3-4h，保溫1 h，得到pH值為5-6.5的無(wú)色或淺黃色 透明液體，加水稀釋至固含量為22%，得到聚羧酸減水劑； 上述反應(yīng)采用的原料組成及重量百分比含量為： 烯丙基聚乙二醇:35-38%; A料：10-18%; B料：10-18%; 去尚子水:余量； 其中，A料是三丙酸、復(fù)合引發(fā)劑和水的混合溶液;B料是丙烯酸、羥乙酯和水的混合溶 液。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，A料中三丙酸、復(fù) 合引發(fā)劑和水的質(zhì)量比為1:1:2。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，B料中丙烯酸、羥 乙酯和水的質(zhì)量比為1:1:2。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，復(fù)合引發(fā)劑是過(guò) 硫酸鉀和雙氧水按質(zhì)量比2:8的比例復(fù)配而成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種聚羧酸減水劑的制備方法，屬于減水劑領(lǐng)域。本發(fā)明以烯丙基聚乙二醇為原料，在丙烯酸、鏈轉(zhuǎn)移劑及引發(fā)劑存在的條件下，生產(chǎn)聚羧酸減水劑。本發(fā)明工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，控制方便，成本低廉，安全環(huán)保。制備的減水劑具有良好的水泥凈漿流動(dòng)性及保持能力，表現(xiàn)出良好的水泥適應(yīng)性和混凝土應(yīng)用性能。
【IPC分類(lèi)】C04B24/26, C08F283/06, C04B103/30, C08F220/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105622863
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610100527
【發(fā)明人】邱志敏, 衛(wèi)旦
【申請(qǐng)人】瀘州國(guó)豪混凝土外加劑有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日