CN102491675A - 一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 - Google Patents
一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102491675A CN102491675A CN2011104125248A CN201110412524A CN102491675A CN 102491675 A CN102491675 A CN 102491675A CN 2011104125248 A CN2011104125248 A CN 2011104125248A CN 201110412524 A CN201110412524 A CN 201110412524A CN 102491675 A CN102491675 A CN 102491675A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gypsum
- poly
- esterification
- efficiency water
- reducing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
一种石膏专用聚羧酸高效减水剂，该聚羧酸减水剂对石膏不仅有优良的减水效果，而且有很好的塑化效果。可自主控制石膏净浆流动度和经时性流动度变化等。弥补了现有减水剂对石膏塑化效果不佳，减水效果不明显等问题。同时本发明聚羧酸减水剂属于纯绿色外加剂，可适应于各种型号及规格的石膏。性能稳定，长期储存不分层、无沉淀，适应各种季节的贮存。产品属于纯绿色，无毒无污染，不含甲醛，对环境安全。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料科学技术领域，特别涉及一种石膏外加剂石膏专属聚羧酸高效减水剂及其制备方法。
背景技术
在我国，石膏矿产资源丰富，此外我国的工业副产化学石膏的排放量也与日俱增，而且石膏属于一种应用比较广泛的建筑材料，减水剂是目前研究和应用的一种化学外加剂。由于其具有梳型分子结构，而且具有较强的分散性能以及较高的减水率等特点，所以，近几年，聚羧酸系减水剂已经成为了全国乃至世界研究以及应用的主要外加剂。
由于以往对减水剂的研究主要集中在混凝土系统中，由于石膏的相组成、晶貌形态等与混凝土存在非常显著的差异，特别是建筑石膏水化快，传统减水剂分散稳定性差，新拌石膏浆体流动度经时损失大，极大地制约了混凝土减水剂在石膏基材料中的应用。所以制备一种石膏专属的聚羧酸系减水剂成为了现在最为关键的任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种石膏专属聚羧酸高效减水剂，塔具有优良的减水及塑化效果，可自主控制新拌石膏浆体的流动度和经时性流动度的变化等，填补了石膏专属减水剂这一空缺。
本发明的另一个目的是提供一种上述石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，该方法合成工艺简单、反应条件易控制，易于工业化生产等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种石膏专属聚羧酸高效减水剂，其结构通式如：
其中a为15～100之间的整数，b为30～90之间的整数，c为20～60之间的整数，d为15～40之间的整数，M为Na+或NH4 +。
本发明中的石膏专属聚羧酸高效减水剂，分子量为20000～100000；
本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂可通过下述主要步骤的方法制备：
第一步，酯化反应：自聚合度为15～40的甲氧基聚乙二醇(MPEG)，按所需比例加入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，同时加入环己烷或者其它常用带水剂；采用连续滴加的方式加入甲基丙烯酸，甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸的摩尔比为1∶1.0～3.3，在2小时内滴加完毕；同时加入自制催化剂和阻聚剂，在95～135℃进行酯化反应，6～10h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
其酯化反应式如下：
第二步，聚合反应：以过硫酸铵为引发剂，在65～95℃时，将上述第一步酯化反应所得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)与甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酸(AA)发生聚合反应，聚合反应4～10h。聚合反应结束后，冷却，用碱性溶液调节聚合产物的pH值，使其pH值为7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
其聚合反应式如下：
上述石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法可优选如下：
第一步，酯化反应：自聚合度为15～40的甲氧基聚乙二醇，按所需比例加入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，同时加入环己烷或者其它常用带水剂；采用连续滴加的方式加入甲基丙烯酸，甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸的摩尔比为1∶1.0～3.3，在2小时内滴加完毕；同时加入自制催化剂和阻聚剂，在95～135℃进行酯化反应，6～10h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、搅拌器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入甲基丙烯磺酸钠(MAS)溶液；在65～95℃滴加引发剂过硫酸铵，引发剂的用量为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)和丙烯酸(AA)三者总质量的1.0％～4.5％；同时缓慢滴加已配置好的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)和丙烯酸(AA)的混合溶液；反应物甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酸(AA)与第一步酯化反应所得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)的摩尔数之比为1∶2.5∶1～3.5∶5∶3；滴加时间为1～2h；继续反应4～8h；反应结束后，冷却，用碱性溶液调节pH值，使产物pH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂；
上述反应过程中所用的各反应物溶液均为水溶液，其质量百分比浓度均分别为15％～40％。
在同一反应过程中，所述的各反应物溶液的质量百分比浓度以相同为最佳。
上述第一步酯化反应过程中所用的催化剂为自制催化剂。催化剂的用量可优选为反应物甲氧基聚乙二醇(MPEG)和甲基丙烯酸(MAA)总质量的0.5％～4.0％。
本发明的方法和本发明所制备的石膏专属聚羧酸高效减水剂，对石膏的减水率高，含气量低，且强度较高，同时具有环保、成本低、能耗低和易于工业化等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
实施例1
本实施例为通过下述方法制备石膏专属聚羧酸高效减水剂：
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.15mol甲基丙烯酸，在1小时内滴加完毕；同时加入0.33g自制催化剂和0.21g阻聚剂对苯二酚，在105℃进行酯化反应，6h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入5.27g MAS配置成的30％的水溶液；在65℃滴加引发剂APS 0.66g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为30％，各反应物的加入量分别为：PA40g、AA 6.13g，滴加时间为2h；继续反应6h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
实施例2
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.15mol丙烯酸，在1.5小时内滴加完毕；同时加入0.33g自制催化剂和0.33g阻聚剂对苯二酚，在95℃进行酯化反应，6h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入15.8g MAS配置成的30％的水溶液；在80℃滴加引发剂APS 0.78g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为％，各反应物的加入量分别为：PA 42g、AA 15.4g，滴加时间为2h；继续反应7h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
实施例3
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.17mol丙烯酸，在2小时内滴加完毕；同时加入1.33g自制催化剂和0.33g阻聚剂对苯二酚，在120℃进行酯化反应，5h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入17.8g MAS配置成的30％的水溶液；在75℃滴加引发剂APS 1.04g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为30％，各反应物的加入量分别为：PA40g、AA 17.8g，滴加时间为2h；继续反应6h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
实施例4
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.17mol丙烯酸，在1小时内滴加完毕；同时加入0.54g自制催化剂和0.33g阻聚剂对苯二酚，在120℃进行酯化反应，5h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入17.8g MAS配置成的30％的水溶液；在95℃滴加引发剂APS 0.95g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为30％，各反应物的加入量分别为：PA42g、AA 15.4g，滴加时间为1h；继续反应6h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
实施例5
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.17mol丙烯酸，在1小时内滴加完毕；同时加入0.58g自制催化剂和0.33g阻聚剂对苯二酚，在125℃进行酯化反应，6h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入15.4g MAS配置成的30％的水溶液；在75℃滴加引发剂APS 0.83g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为30％，各反应物的加入量分别为：PA42g、AA 21.7g，滴加时间为2h；继续反应5.5h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
实施例6
第一步，酯化反应：取MPEG(分子量1200)60g(0.05mol)，放入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，同时加入24ml环己烷；采用连续滴加的方式加入0.27mol丙烯酸，在1小时内滴加完毕；同时加入1.08g自制催化剂和0.54g阻聚剂对苯二酚，在105℃进行酯化反应，7h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PA)。
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、恒压滴液漏斗和搅拌器的250ml四口烧瓶中加入20.77g MAS配置成的30％的水溶液；在65℃滴加引发剂APS 1.48g配制成的水溶液，同时缓慢滴加已配制好的PA和AA的混合水溶液。浓度均为30％，各反应物的加入量分别为：PA40g、AA 23.43g，滴加时间为2h；继续反应4h。反应结束后，冷却，用质量百分比浓度为30％的NaOH水溶液调节PH值，使产物PH值保持在7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
发明人以生产的石膏等位基础，分别掺入上述实施例1～6所得的石膏专属聚羧酸高效减水剂，掺入量为石膏质量的0.3％，制得新的石膏。
将分别掺有上述实施例1～6石膏专属聚羧酸高效减水剂的新的石膏作为实验例，并以生产的原石膏(不另行掺入任何外加剂)作为对比例，各取300g，，在室温下测定新拌石膏浆体流动度和减水率，并分别取三次测量的平均值为结果，测定结果如下所表示。
实验结果表明：当本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂产品掺量为0.3％时，减水率可达24.1％；石膏浆体流动度高达263mm(实施例5)。
此外，发明人通过同样方法的实验研究证实，当本发明石膏聚羧酸高效减水剂产品掺量为0.7％时，其减水率可达29.8％，且用于其它型号及其他厂家生产的石膏也同样可以获得良好的浆体流动度和减水率等，均高于国家相应标准。
Claims (7)
1.一种石膏专用聚羧酸减水剂，其特征在于，结构通式如(1)
其中a为15～100之间的整数，b为30～90之间的整数，c为20～60之间的整数，d为15～40之间的整数，M为Na+或NH4 +。
2.根据权利要求1所述的石膏专属聚羧酸高效减水剂，其特征在于分力量为20000～100000。
3.根据权利要求1所述石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，包括下述主要步骤：
第一步，酯化反应：选用自聚合度为15～40的甲氧基聚乙二醇，与甲基丙烯酸在自制催化剂的作用下、及95℃～135℃条件下发生酯化反应，酯化反应时间6～10h，经过分离提纯得到酯化产物甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；
第二步，聚合反应：以过硫酸铵为引发剂，在65～95℃时，将上述第一步酯化反应制得得甲氧聚乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸发生聚合反应，聚合反应时间4～10h；聚合反应结束后，冷却，用碱性溶液调节聚合产物的PH值，使其PH值为7～8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂。
4.根据权利要求3所述的石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于：包括下述主要步骤：
第一步，酯化反应：自聚合度为15～40的甲氧基聚乙二醇，按所需比例加入装有温度计、冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，同时加入环己烷或者其它常用带水剂；采用连续滴加的方式加入甲基丙烯酸，甲氧基聚乙二醇与甲基丙烯酸的摩尔比为1∶1.0～3.3，在2小时内滴加完毕；同时加入自制催化剂和阻聚剂，在95～135℃进行酯化反应，6～10h后得到甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯；
第二步，聚合反应：在装有温度计、冷凝装置、搅拌器和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入甲基丙烯磺酸钠溶液；在65～95℃滴加引发剂过硫酸铵，引发剂的用量为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸三者总质量的1.0％～4.5％；同时缓慢滴加已配置好的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和丙烯酸的混合溶液；反应物甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸与第一步酯化反应所得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯的摩尔数之比为1∶2.5∶1～3.5∶5∶3；滴加时间为1～2h；继续反应4～8h；反应结束后，冷却，用碱性溶液调节pH值，使产物pH值保持在7-8，得到黄棕色透明溶液，即为本发明石膏专属聚羧酸高效减水剂；
上述反应过程中所用的各反应物溶液均为水溶液，其质量百分比浓度均分别为15％～40％。
5.根据权利要求3或4所述的石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于：所述各反应物溶液的质量百分比浓度相同。
6.根据权利要求3或4所述的石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于所述第一步酯化反应过程中所用的催化剂为自制催化剂。
7.根据权利要求3或4所述的石膏专属聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于所述第一步酯化反应过程中所用的催化剂的用量为反应物甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸总质量的0.5％～4％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104125248A CN102491675A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104125248A CN102491675A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102491675A true CN102491675A (zh) | 2012-06-13 |
Family
ID=46183545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011104125248A Pending CN102491675A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102491675A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104151478A (zh) * | 2014-08-10 | 2014-11-19 | 安徽锦洋氟化学有限公司 | 一种氟石膏减水剂及其制备方法及改性氟石膏 |
| CN108659175A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种制备聚羧酸减水剂的方法和一种缓凝剂及其制备方法 |
| CN112358578A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-12 | 山西佳维新材料股份有限公司 | 一种聚羧酸石膏减水剂及其制备方法和应用 |
| CN114409299A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-29 | 长江师范学院 | 一种副产建筑石膏用减水增强剂的制备方法和应用 |
| CN115232266A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-25 | 芜湖职业技术学院 | 一种制备聚羧酸盐高效减水剂的方法 |
-
2011
- 2011-12-13 CN CN2011104125248A patent/CN102491675A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104151478A (zh) * | 2014-08-10 | 2014-11-19 | 安徽锦洋氟化学有限公司 | 一种氟石膏减水剂及其制备方法及改性氟石膏 |
| CN108659175A (zh) * | 2017-03-28 | 2018-10-16 | 北新集团建材股份有限公司 | 一种制备聚羧酸减水剂的方法和一种缓凝剂及其制备方法 |
| CN112358578A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-12 | 山西佳维新材料股份有限公司 | 一种聚羧酸石膏减水剂及其制备方法和应用 |
| CN114409299A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-29 | 长江师范学院 | 一种副产建筑石膏用减水增强剂的制备方法和应用 |
| CN115232266A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-10-25 | 芜湖职业技术学院 | 一种制备聚羧酸盐高效减水剂的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103450411B (zh) | 一种高保坍聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN101200355A (zh) | 一种聚羧酸系减水剂及其制备方法 | |
| CN105236806A (zh) | 具有高适应性的磷酸基改性聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN102491675A (zh) | 一种石膏专用聚羧酸高效减水剂及其制备方法 | |
| CN102268121B (zh) | 一种高减水率高坍落度保持性的聚羧酸系减水剂、合成方法及使用方法 | |
| CN103288410A (zh) | 采用磷石膏制备的α高强石膏基自流平材料及其生产工艺 | |
| CN103382092B (zh) | 一种萘系减水剂的制备方法 | |
| CN101955333B (zh) | 一种低掺量高减水率的聚羧酸系减水剂、合成方法及使用方法 | |
| CN102603960A (zh) | 一种可再分散胶粉用核壳结构丙烯酸乳液的制备方法 | |
| CN101941810B (zh) | 一种对水泥适应性强的聚羧酸系减水剂、合成方法及使用方法 | |
| CN103332892A (zh) | 一种工业废渣干混砂浆 | |
| CN103113036B (zh) | 一种改性脂肪族高效减水剂及其制备方法 | |
| CN103641361A (zh) | 聚羧酸保坍剂及其制备方法 | |
| CN113527592B (zh) | 一种石膏基自流平砂浆用聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法 | |
| CN103693881A (zh) | 一种聚羧酸减水剂及其应用和制备方法 | |
| CN102675504A (zh) | 一种低触变性陶瓷泥浆用高效减水剂及其制备方法 | |
| CN103708759A (zh) | 一种改性脂肪族高效减水剂及其制备方法 | |
| CN103723945B (zh) | 一种快水解缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN102504135B (zh) | 用于硅酸盐水泥和煅烧石膏的缓凝高效减水剂的制备方法 | |
| CN102617061B (zh) | 一种混凝土用超缓凝剂及其制备方法 | |
| CN105271894A (zh) | 聚羧酸高性能减水剂及其制备方法 | |
| CN102503221A (zh) | 环己醇接枝聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN102050593B (zh) | 高效聚羧酸盐减水剂及其制备方法 | |
| CN103011674B (zh) | 一种聚醚胺改性聚羧酸系混凝土保坍剂及其制备方法 | |
| CN103241977B (zh) | 一种建筑干粉砂浆用保水剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120613 |