CN102977263A - 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用 - Google Patents

动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102977263A
CN102977263A CN2012105113346A CN201210511334A CN102977263A CN 102977263 A CN102977263 A CN 102977263A CN 2012105113346 A CN2012105113346 A CN 2012105113346A CN 201210511334 A CN201210511334 A CN 201210511334A CN 102977263 A CN102977263 A CN 102977263A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
carboxylic
monomer
preparation
dynamic
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.)
Granted
Application number
CN2012105113346A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102977263B (zh
Inventor
冉千平
周栋梁
刘加平
杨勇
刘金芝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sobute New Materials Co Ltd
Panzhihua Bote Building Materials Co Ltd
Original Assignee
Sobute New Materials Co Ltd
Jiangsu Bote New Materials Co Ltd
Jiangsu Research Institute of Building Science Co Ltd
Panzhihua Bote Building Materials Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sobute New Materials Co Ltd, Jiangsu Bote New Materials Co Ltd, Jiangsu Research Institute of Building Science Co Ltd, Panzhihua Bote Building Materials Co Ltd filed Critical Sobute New Materials Co Ltd
Priority to CN201210511334.6A priority Critical patent/CN102977263B/zh
Publication of CN102977263A publication Critical patent/CN102977263A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102977263B publication Critical patent/CN102977263B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明公开一种动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用。一种动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,由摩尔比为1:(2~10)的单体A和单体B聚合而成,所得的动态聚羧酸水泥分散剂的分子量为2~8万。本发明水泥分散剂有效降低了混凝土中分散剂的用量,显著降低了混凝土成本;本发明水泥分散剂初始阶段以磺酸根为吸附基团,有效的降低了混凝土溶液中硫酸根离子对其的影响,达到更好的材料适应性,同时具有很好的坍落度保持能力,有效避免了常规聚羧酸类分散剂在低掺量下坍落度保持能力不足的缺陷,同时避免了为了提高混凝土保坍能力而额外添加专用保坍剂带来的分散效果减弱和施工难度增大的问题。

Description

动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用,属于混凝土外加剂技术领域。 
背景技术
经过多年的发展,聚羧酸系分散剂依靠其掺量低、减水率高、保坍能力比萘系减水剂强、制备过程无污染等优点,已经成为制备高性能混凝土不可缺少的关键组分,也成为了国内外研究的热点。梳形结构的聚羧酸系分散剂基本上都是由羧基、羟基、磺酸基等基团组成的主链和聚亚烷基二醇醚大分子组成的侧链构成。主链上的极性阴离子基团对带正电性的水泥颗粒产生静电吸附,提供聚羧酸系分散剂的锚固作用,这种离子键作用具有较强的倾向性,一般情况下属于不可逆行为;另外,长侧链增加了空间位阻效应,并形成较厚的吸附水膜,使聚羧酸系分散剂对水泥颗粒的分散稳定效果更加明显。 
由于聚羧酸系分散剂可以灵活通过调整分子内组成达到不同的性能,多篇中国专利已经公开了相关聚羧酸系分散剂及其制备方法。这些方法大体上可以分为两大类,一类是采用不饱和羧酸或者磺酸类单体与带有双键的聚乙二醇醚作为主要成分进行共聚形成具有梳形结构的聚合物,根据这些制备方法得到的常规聚羧酸系分散剂具有较大的减水性能,但这种分子的吸附基团一旦在水泥颗粒表面进行吸附就很难脱离,并随着水泥水化产物的逐渐生成而逐渐被掩埋,使聚羧酸系分散剂的分散能力逐渐丧失,造成混凝土流动能力降低,产生明显的混凝土坍落度损失。另一类采用分子中引入酯类物质、不饱和羧酸单体和带有双键的聚乙二醇醚进行共聚制备保坍型聚羧酸系分散剂,但这种方法由于引入的酯类单体降低了分子内吸附基团的密度,势必会降低聚羧酸系分散剂的减水能力,无法达到同时兼顾减水和保坍性能。 
常规聚羧酸系分散剂由于其较强的吸附能力能够提供良好的分散能力,但同时势必造成混凝土体系中残存的超塑化剂分子数量不足,从而造成其保坍能力不足。目前最有效缓解掺有聚羧酸系分散剂的高性能混凝土流动性损失的办法为超掺外加剂或者额外添加保坍组分,这种做法无疑会导致外加剂掺量偏高,不可避免的提高了混凝土成本,同时对混 凝土的初始流动度和后期流动度无法准确控制,从而增加了操作难度。因此,开发一种同时具备减水和保坍能力的新型聚羧酸系分散剂及其制备方法达到一次添加持续分散的效果是非常必要的,这也是减少外加剂掺量、降低施工难度,更好的提高混凝土质量的重要需求。 
发明内容
本发明的目的是提供一种在水泥强碱性环境下会发生分子结构变化的动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法,这种聚合物在掺入混凝土体系后的不同时间段具有两种不同性质的吸附基团,从而达到超低掺量条件下持续对混凝土进行分散的效果。 
为解决上述现有技术存在的问题,本发明的技术方案是: 
一种动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,由摩尔比为1∶(2~10)的单体A和单体B聚合而成,所得的动态聚羧酸水泥分散剂的分子量为2~8万; 
所述单体A的结构式为: 其中,R1为H或CH3;X为O、CH2O或CH2CH2O;p为20~200的整数; 
所述单体B的结构式为: 
Figure BDA00002522014100022
其中,R2为H或CH3;R3为 
Figure BDA00002522014100023
n为1~4的整数。 
上述动态聚羧酸水泥分散剂的分子量太小或太大,其对混凝土的分散性能和坍落度保持性能都不好。 
所述单体A为乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚或3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中一种或两种以上任意配比的混合物;所述单体B为对羟基苯磺酸丙烯酸酯、羟甲基磺酸丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸丙烯酸酯、4-羟基丁磺酸丙烯酸酯、对羟基苯磺酸甲基丙烯酸酯、羟甲基磺酸甲基丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸甲基丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸甲基丙烯酸酯或4-羟基丁磺酸甲基丙烯酸酯中一种或两种以上任意配比的混合物。 
为了使用方便,所述单体B由单体C和单体D酯化而成,所述单体C的结构式为 其中,R2为H或CH3;所述单体D的结构式为OH-R3-SO3H其中,R3为 
Figure BDA00002522014100032
其中n为1~4的整数。前述酯化反应工艺可采用现有技术中已报道的方法,例如:单体B的制备方法可以描述为:将含有3000ppm阻聚剂吩噻嗪的单体C和单体D在甲苯作为携水剂的反应体系中经搅拌混合均匀,酯化反应温度控制在135±5℃,时间为12~16h,酯化完成后在低压条件下抽除溶剂,完成单体B的制备。 
为了进一步保证产品质量,上述动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,包括如下步骤: 
①将单体A与质量用量为单体A质量的0.45-2倍的水混匀,升温至30~70℃,并加入氧化剂; 
②将单体B、链转移剂和质量用量为单体B质量的0.35-2倍的水混匀; 
③将步骤②所得物料和质量浓度为0.6-13%的还原剂水溶液,同时在2-6h滴加到步骤①所得物料中,滴加完毕后,保温1.5-2.5h; 
④向步骤③所得物料中滴加质量浓度为0.2-7%的还原剂水溶液,滴加完毕后保温0.5-1.5h,得动态聚羧酸水泥分散剂; 
前述,单体A和单体B的摩尔比为1∶(2~10);氧化剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.5~5%;还原剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.2~5%;链转移剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.5~5%;步骤③中的还原剂水溶液的质量与步骤④中还原剂水溶液的质量比为3-6。 
上述各步骤均在30~70℃下完成。依据本发明所述自由基聚合的最适合的引发速率。 
上述氧化剂、还原剂和链转移剂的用量均指有效成分的用量,如果使用时用的是溶液,则用量指的是除去溶剂后的有效成分的用量。 
为了提高产品质量,所述氧化剂为质量浓度不高于30%的双氧水;所述还原剂为亚硫酸碱金属盐、莫尔盐、L-抗坏血酸、异抗坏血酸或甲醛次硫酸氢钠中一种或两种以上任意配比的混合物;优选,所述亚硫酸碱金属盐为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸氢钠或连二磷酸钠中一种或两种以上任意配比的混合物;所述还原剂为L-抗坏血酸或甲醛次硫酸氢钠或两者任意配比的混合物;所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、2-巯基丙酸或3-巯基丙酸中 一种或两种以上任意配比的混合物。 
由上述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法所制备的动态聚羧酸水泥分散剂,在超低掺量条件下具有优良的分散性能和坍落度保持能力。 
申请人认为,本发明动态聚羧酸水泥分散剂在碱性水泥环境下会发生分子结构变化,它在添加进入混凝土体系后的不同时间段先后具有两种不同性质的吸附基团。第一种,聚合物结构中首先暴露的吸附基团为磺酸根(-SO3 2-)基团。与水泥颗粒接触后,聚合物将以磺酸根(-SO3 2-)为初始吸附基团,提供强有力的吸附驱动力,并依靠侧链的空间位阻作用达到优异的分散性能;第二种,聚合物中的酯键会在水泥碱性环境中逐渐发生水解反应,使聚合物脱离既有吸附表面,重新溶入混凝土体系溶液中,同时水解作用缓慢释放出对水泥颗粒具有吸附能力的羧酸根(-COO-),为该聚合物提供第二层次的吸附驱动力,使聚合物再一次在水泥颗粒上进行吸附达到持续对混凝土进行分散的效果。 
上述动态聚羧酸水泥分散剂的应用,其掺量为水泥混凝土胶材总质量的0.08-0.12%。如果添加量过少,那么其分散性能和增强效果是不能令人满意的;相反如果添加量过多,实验证明仅仅是经济上的浪费,因为并没有带来效果上的相应增长。 
本发明所述动态动态聚羧酸水泥分散剂也可以与至少一种选自现有技术中已知氨基磺酸系减水剂、木质素系普通减水剂以及现有聚羧酸盐减水剂相混合使用。另外,除上面提到的已知混凝土减水剂外,其中也可以根据实际需要加入引气剂、膨胀剂、缓凝剂、早强剂、增粘剂、减缩剂和消泡剂等。 
本发明所述的动态聚羧酸动态聚羧酸水泥分散剂与现在技术相比,具有以下的优势: 
(1)本方法明显提高了聚羧酸分散剂的减水能力。 
现有技术为了提高聚羧酸分散剂的坍落度保持能力,不得不降低分子内的吸附基团含量,从而减弱聚合物分子的吸附能力,以保证有一部分分散剂分子能残留在混凝土溶液中用于后期分散,这种做法无疑降低了聚羧酸分散剂的初始减水能力。本发明所述的动态聚羧酸水泥分散剂本身能在水泥碱性环境中得到再一次的释放,从而不需要考虑该问题,因此能使初始减水能力得到较大程度的提高。 
(2)本方法制备的动态聚羧酸水泥分散剂有效降低了混凝土中分散剂的用量,显著降低混凝土成本。 
现有技术普遍使用外掺保坍剂的办法缓解混凝土坍落度损失程度,这种做法势必提高了分散剂的用量,增加了成本。本发明所述的动态聚羧酸水泥分散剂由于其超高的减水率可以减少其掺量,同时依靠其第二层分散作用而不需要额外添加保坍剂,降低了混凝土成 本。 
(3)本方法制备的聚羧酸超塑化剂有效提高了混凝土材料的适应性。 
本发明所述的聚羧酸超塑化剂在初始阶段以磺酸根为吸附基团,有效的降低了混凝土溶液中硫酸根离子对其的影响,达到更好的材料适应性。另外,这种结构经过试验验证其对砂石集料含泥量因素造成的混凝土坍落度损失加大的现象有良好的缓解作用。 
本发明动态聚羧酸水泥分散剂既具有超于常规的分散性能,同时具有优异的坍落度保持能力和混凝土增强的效果,且掺量低,有效避免了常规聚羧酸类分散剂坍落度保持能力不足的缺陷,同时避免了为了提高混凝土保坍能力而额外添加专用保坍剂带来的分散效果减弱、经济性降低和施工难度增大的技术问题。 
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。 
如下实施例中所用的单体如表1所示,合成的动态聚羧酸分散剂简记为PE。 
本发明实施例中,聚合物的数均分子量采用Wyatt technology corporation凝胶渗透色谱仪测定。(凝胶柱:Shodex SB806+803两根色谱柱串联;洗提液:0.1M NaNO3溶液(0.1mol/L);流动相速度:0.8ml/min;注射:20μl 0.5%水溶液;检测器:Shodex RI-71型示差折光检测器;标准物:聚乙二醇GPC标样(Sigma-Aldrich,分子量1010000,478000,263000,118000,44700,18600,6690,1960,628,232))。 
本发明应用实施例中,除特别说明,所采用的水泥均为小野田52.5R.P.II水泥,砂为细度模数Mx=2.6的中砂,石子为粒径为5~20mm连续级配的碎石。水泥净浆流动度测试参照GB/T8077-2000标准进行,加水量为87g,搅拌3分钟后在平板玻璃上测定水泥净浆流动度。含气量、减水率试验方法参照GB8076-2008《混凝土外加剂》的相关规定执行。坍落度及坍落度损失参照JC473-2001《混凝土泵送剂》相关规定执行。混凝土抗压强度参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定执行。 
本发明合成实施例中用到表1所述的化合物代号: 
表1实施例化合物代号 
Figure BDA00002522014100061
实施例1 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入350g去离子水,同时加入560gA-1(0.08mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至30℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)5g,搅拌均匀。然后将182.4g B-1(0.8mol)、1.8g巯基乙酸、2.07g3-巯基丙酸、水70g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为2h,并同时滴加55g含有7g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约2h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加10g含有0.7g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值7.0,得到固含量为59.4%橙黄色透明液体,分子量为65,000(PE-1)。 
实施例2 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入250g去离子水,同时加入500g A-2(0.5mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至50℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)2g,搅拌均匀。然后将225g B-2(1.25mol)、3.7g3-巯基丙酸、水100g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为6h,并同时滴加100g含有0.6g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,滴加时间约6h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加30g含有0.07g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值7.7,得到固含量为59.2%橙黄色透明液体,分子量为32,000(PE-2)。 
实施例3 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入730g去离子水,同时加入300g A-2(0.3mol)和480g A-3(0.2mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至60℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)1.2g,搅拌均匀。然后将270g B-3(1.5mol)、4.6g巯基乙酸、水200g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为5h,并同时滴加100g含有0.9g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约5h, 滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加20g含有0.1g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值6.8,得到固含量为48.6%橙黄色透明液体,分子量为48,000(PE-3)。 
实施例4 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入1000g去离子水,同时加入480g A-3(0.2mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至45℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)4.5g,搅拌均匀。然后将144g B-2(0.8mol)、0.92g巯基乙酸、水200g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为4h,并同时滴加200g含有2.8g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,滴加时间约4h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加50g含有0.3g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值6.5,得到固含量为29.5%橙黄色透明液体,分子量为51,000(PE-4)。 
实施例5 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入520g去离子水,同时加入360gA-3(0.15mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至70℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)3.1g,搅拌均匀。然后将54g B-2(0.3mol)和81g B-3(0.45mol)、4.8g3-巯基丙酸、水100g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为2h,并同时滴加100g含有2.8g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约2h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加20g含有0.32g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值7.0,得到固含量为39.2%橙黄色透明液体,分子量为26,000(PE-5)。 
实施例6 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入600g去离子水,同时加入500g A-4(0.1mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至50℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)1.7g,搅拌均匀。然后将117g B-2(0.65mol)、2.1g巯基乙酸、水200g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为3h,并同时滴加100g含有1.2g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约3h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加25g含有0.13g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值6.8,得到固含量为39.4%橙黄色透明液体,分子量为44,000(PE-6)。 
实施例7 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入450g去离子水,同时加入500g A-4(0.1mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至40℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)4.6g,搅拌均匀。然后将177.6g B-4(0.8mol)、0.76g3-巯基丙酸、水100g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为4h,并同时滴加100g含有5g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,滴加时间约4h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加25g含有0.56g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值7.5,得到固含量为48.6%橙黄色透明液体,分子量为73,000(PE-7)。 
比较例1 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入350g去离子水,同时加入560gA-1(0.08mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至30℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)10g,搅拌均匀。然后将57.6g丙烯酸(0.8mol)、3.2g巯基乙酸、水100g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为2h,并同时滴加40g含有7g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约2h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加10g含有0.7g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值7.4,得到固含量为54%浅黄色透明液体,分子量为59,500。 
比较例2 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入200g去离子水,同时加入500g A-2(0.5mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至50℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)2g,搅拌均匀。然后将107.6g甲基丙烯酸(1.25mol)、3.7g3-巯基丙酸、水80g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为6h,并同时滴加80g含有0.6g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,滴加时间约6h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加20g含有0.07g甲醛次硫酸氢钠的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值6.5,得到固含量为59.2%橙黄色透明液体,分子量为35,000。 
比较例3 
在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗和氮气导入管的玻璃反应器中,加入500g去离子水,同时加入500g A-4(0.1mol),边搅拌边用氮气吹扫反应容器,并升温至60℃溶解,后加入过氧化氢(有效浓度为30%)1.7g,搅拌均匀。然后将63.7g马来酸酐(0.65mol)、 2.1g巯基乙酸、水220g相混,搅拌制成均匀的单体水溶液,将其滴加入反应器,滴加时间为3h,并同时滴加100g含有1.2g L-抗坏血酸的水溶液,滴加时间约3h,滴加完毕后保温反应2h,再向反应瓶内补加25g含有0.13g L-抗坏血酸的水溶液,并继续保温1h,冷却至室温,加碱中和到pH值6.8,得到固含量为39.4%橙黄色透明液体,分子量为73,000。 
应用例1 
参照GB/T8077-2000标准进行了水泥净浆流动度测试,采用小野田525R.P.II水泥300g,加水量为87g。纯水泥净浆流动度测试结果见表2;为了表征本方法制备的聚羧酸超塑化剂的抗粘土性能,选择占水泥量重量2%的蒙脱土替代同等质量的水泥进行净浆流动度测试,测试结果见表3。 
表2净浆流动度测试 
表2中列出了各种共聚物对水泥净浆的流动度的分散和分散保持能力的影响,由表2可见,相比对比例的聚合物,本发明制备的动态聚羧酸动态聚羧酸水泥分散剂在超低掺量条件下对水泥表现出优异的分散能力,尤其具有明显的分散保持能力优势。 
表3掺有蒙脱土的净浆流动度测试 
Figure BDA00002522014100101
由表3的测试结果可以看出,蒙脱土的掺入明显影响了聚羧酸超塑化剂的分散性能,造成分散剂的掺量增加。相比之下,本方法制备的聚羧酸超塑化剂在小幅度增加添加量后仍表现出良好的分散和分散保持能力,但常规聚羧酸分散剂达到相近的流动度时需要更多的添加量,且分散保持能力严重劣化。(上述6/294表示将6g蒙脱土加入到294g水泥中)应用例2 
参照GB8076-2008《混凝土外加剂》的相关规定试验方法进行了减水率、含气量的测定。参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定进行了混凝土抗压强度测试。参照JC473-2001《混凝土泵送剂》相关方法测定了坍落度及坍落度损失,固定混凝土水胶比,并调整共聚物掺量使新拌混凝土初始坍落度为21±1cm,实验结果见表4。 
表4混凝土性能 
Figure BDA00002522014100102
Figure BDA00002522014100111
上述试验表明,采用本发明制备的动态聚羧酸水泥分散剂在明显低于常规聚羧酸分散剂的掺量下就可以获得很强的减水能力,并且在坍落度保持性能方面表现出非常明显的优势。同水胶比条件下对比混凝土28d抗压强度数据可知,本发明制备的动态聚羧酸水泥分散剂具有更好的混凝土增强的效果。 
应用例3 
以本发明动态聚羧酸水泥分散剂PE-1与对比例1为例,参照GB8076-2008《混凝土外加剂》的相关规定试验方法进行了减水率的测定。参照JC473-2001《混凝土泵送剂》相关方法测试了两种分散剂在不同掺量条件下新拌混凝土的性能,实验结果见表5。 
表5新拌混凝土性能 
Figure BDA00002522014100112
Figure BDA00002522014100121
从表4的测试数据可以看出,同掺量条件下,PE-1的减水能力明显高于对比例1,尤其是坍落度保持能力更是具有显著的优势,因此,本发明方法制备的动态聚羧酸水泥分散剂能有效降低混凝土中分散剂的用量,在保证混凝土质量的同时降低了混凝土成本。 
本发明所列举的各原料以及各原料的上下限取值,都能实现本发明,在此不一一列举实施例。 

Claims (12)

1.一种动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:由摩尔比为1:(2~10)的单体A和单体B聚合而成,所得的动态聚羧酸水泥分散剂的分子量为2~8万;
所述单体A的结构式为:
Figure FDA00002522014000011
其中,R1为H或CH3;X为O、CH2O或CH2CH2O;p为20~200的整数;所述单体B的结构式为:
Figure FDA00002522014000012
其中,R2为H或CH3;R3
Figure FDA00002522014000013
Figure FDA00002522014000014
n为1~4的整数。
2.如权利要求1所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述单体A为乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚或3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中一种或两种以上任意配比的混合物。
3.如权利要求1所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述单体B为对羟基苯磺酸丙烯酸酯、羟甲基磺酸丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸丙烯酸酯、4-羟基丁磺酸丙烯酸酯、对羟基苯磺酸甲基丙烯酸酯、羟甲基磺酸甲基丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸甲基丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸甲基丙烯酸酯或4-羟基丁磺酸甲基丙烯酸酯中一种或两种以上任意配比的混合物。
4.如权利要求1至3任意一项所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述单体B由单体C和单体D酯化而成,所述单体C的结构式为
Figure FDA00002522014000015
其中,R2为H或CH3;所述单体D的结构式为OH-R3-SO3H  ,其中,R3
Figure FDA00002522014000017
其中n为1~4的整数。
5.如权利要求1至3任意一项所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
①将单体A与质量用量为单体A质量的0.45-2倍的水混匀,升温至30~70℃,并加入氧化剂;
②将单体B、链转移剂和质量用量为单体B质量的0.35-2倍的水混匀;
③将步骤②所得物料和质量浓度为0.6-13%的还原剂水溶液,同时在2-6h滴加到步骤①所得物料中,滴加完毕后,保温1.5-2.5h;
④向步骤③所得物料中滴加质量浓度为0.2-7%的还原剂水溶液,滴加完毕后保温0.5-1.5h,得动态聚羧酸水泥分散剂;
前述,单体A和单体B的摩尔比为1:(2~10);氧化剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.5~5%;还原剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.2~5%;链转移剂的摩尔用量为单体A和单体B总摩尔数的0.5~5%;步骤③中的还原剂水溶液的质量与步骤④中还原剂水溶液的质量比为3-6。
6.如权利要求5所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述氧化剂为质量浓度不高于30%的双氧水。
7.如权利要求5所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述还原剂为亚硫酸碱金属盐、莫尔盐、L-抗坏血酸、异抗坏血酸或甲醛次硫酸氢钠中一种或两种以上任意配比的混合物。
8.如权利要求7所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述亚硫酸碱金属盐为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸氢钠或连二磷酸钠中一种或两种以上任意配比的混合物。
9.如权利要求8所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述还原剂为L-抗坏血酸或甲醛次硫酸氢钠或两者任意配比的混合物。
10.如权利要求5所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法,其特征在于:所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、2-巯基丙酸或3-巯基丙酸中一种或两种以上任意配比的混合物。
11.由权利要求1至10任意一项所述的动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法所制备的动态聚羧酸水泥分散剂。
12.权利要求11所述的动态聚羧酸水泥分散剂的应用,其特征在于:其掺量为水泥混凝土胶材总质量的0.03-0.3%。
CN201210511334.6A 2012-12-04 2012-12-04 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用 Active CN102977263B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210511334.6A CN102977263B (zh) 2012-12-04 2012-12-04 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210511334.6A CN102977263B (zh) 2012-12-04 2012-12-04 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102977263A true CN102977263A (zh) 2013-03-20
CN102977263B CN102977263B (zh) 2014-09-17

Family

ID=47851636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210511334.6A Active CN102977263B (zh) 2012-12-04 2012-12-04 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102977263B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104387536A (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 江苏省建筑科学研究院有限公司 一种高减水抗粘土型聚羧酸水泥分散剂的制备方法
CN105601787A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种兼具高减水和降粘效果的水泥分散剂的制备方法
CN107337372A (zh) * 2016-12-26 2017-11-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种基于复合纳米材料的早强剂、其制备方法及其应用
CN111995756A (zh) * 2020-09-04 2020-11-27 韩昌龙 一种高分子水泥混凝土添加剂及其制备方法
CN112939507A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 石家庄铁道大学 石英岩型尾矿废石机制砂专用分散添加剂及制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101659529A (zh) * 2009-09-16 2010-03-03 江苏博特新材料有限公司 梳形接枝共聚物水泥分散剂及复合水泥分散剂

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101659529A (zh) * 2009-09-16 2010-03-03 江苏博特新材料有限公司 梳形接枝共聚物水泥分散剂及复合水泥分散剂

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104387536A (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 江苏省建筑科学研究院有限公司 一种高减水抗粘土型聚羧酸水泥分散剂的制备方法
CN104387536B (zh) * 2014-11-04 2017-05-17 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种高减水抗粘土型聚羧酸水泥分散剂的制备方法
CN105601787A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种兼具高减水和降粘效果的水泥分散剂的制备方法
CN105601787B (zh) * 2015-12-24 2017-11-24 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种兼具高减水和降粘效果的水泥分散剂的制备方法
CN107337372A (zh) * 2016-12-26 2017-11-10 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种基于复合纳米材料的早强剂、其制备方法及其应用
CN107337372B (zh) * 2016-12-26 2019-08-16 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种基于复合纳米材料的早强剂、其制备方法及其应用
CN111995756A (zh) * 2020-09-04 2020-11-27 韩昌龙 一种高分子水泥混凝土添加剂及其制备方法
CN112939507A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 石家庄铁道大学 石英岩型尾矿废石机制砂专用分散添加剂及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102977263B (zh) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102976655B (zh) 一种保坍型聚羧酸超塑化剂
CN102976654B (zh) 一种聚羧酸超塑化剂及其应用
CN101066851B (zh) 一种聚羧酸盐类混凝土保坍剂
CN107337766B (zh) 一种高适应性聚羧酸减水剂及其制备方法
CN100430429C (zh) 水泥外加剂和水泥组合物
WO2014085996A1 (zh) 一种保坍型聚羧酸超塑化剂
CN105646794B (zh) 保坍型磷酸基超塑化剂的制备方法及应用
CN102910855B (zh) 混凝土预制构件用超塑化剂
CN101357833B (zh) 一种坍落度保持型聚羧酸超塑化剂
CN102977263B (zh) 动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用
CN103724557B (zh) 一种超早强型聚羧酸外加剂的制备方法
CN104761689A (zh) 一种超早强型聚羧酸减水剂的制备方法
CN106496445A (zh) 一种疏水小单体改性降粘型聚羧酸减水剂母料
CN100526248C (zh) 减缩、抗裂型接枝共聚物混凝土超塑化剂及其制备方法
CN110938176A (zh) 超长保坍水泥基聚羧酸减水剂母液及其应用
CN105712651B (zh) 一种超长时间保坍的混凝土保坍剂及其制备方法
CN109627396B (zh) 一种改善流变特性的醚酯共聚型聚羧酸减水剂的制备方法
CN103482897A (zh) 一种嵌段聚羧酸混凝土高效减水剂及其制备方法
CN102245652A (zh) 包含酸结构单元和多种类型的聚醚结构单元的共聚物
CN107987231A (zh) 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111349199B (zh) 一种具有核壳结构的稳态聚羧酸超塑化剂及其制备方法
CN102250296B (zh) 减水剂、其制备方法及应用
CN101475339B (zh) 羧酸类接枝共聚物超塑化剂
CN105713128B (zh) 一种混凝土聚羧酸超塑化剂及其制备方法
CN101475671B (zh) 一种梳形共聚物水泥分散剂

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20140527

Address after: Jiangning District of Nanjing City, Jiangsu province 211103 Li Quan Lu No. 69

Applicant after: Jiangsu Subute New Materials Co., Ltd.

Applicant after: Panzhihua Bote Building Materials Co., Ltd.

Address before: 211103, No. 59 West Wan An Road, Jiangning District, Jiangsu, Nanjing

Applicant before: Jiangsu Subute New Materials Co., Ltd.

Applicant before: Jiangsu Bote New Materials Co., Ltd.

Applicant before: Jiangsu Provincial Architectural Science Institute Ltd.

Applicant before: Panzhihua Bote Building Materials Co., Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: No.6 shuiyougang, Gulou District, Nanjing City, Jiangsu Province 210013

Patentee after: JIANGSU SUBOTE NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee after: PANZHIHUA BOTE BUILDING MATERIAL Co.,Ltd.

Address before: 211103 No. 69 Liquan Road, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province

Patentee before: JIANGSU SUBOTE NEW MATERIALS Co.,Ltd.

Patentee before: PANZHIHUA BOTE BUILDING MATERIAL Co.,Ltd.