CN102993385A - 一种缓释型聚羧酸系高性能减水剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓释型聚羧酸系高性能减水剂，通过向充有氮气的底液中滴加不饱和有机酸及缓释溶液和还原性溶液进行聚合反应制备而成；其中底液包括重量配比为30-40：2-5：20-30的烯丙基聚氧乙烯醚、双氧水和去离子水；不饱和有机酸及缓释溶液包括重量配比为2-4：10-16的丙烯酸、缓释组分和去离子水，缓释组分选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯中的一种或多种混合；还原性溶液包括重量配比为1-3：10-16的巯基乙酸和去离子水；且烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸以及巯基乙酸的重量配比为30-40：2-4：1-3。本发明以简单的组分配比达到较好的缓释效果，操作方便，制备工艺简单，且制得的产品减水性能高。

Description

一种缓释型聚羧酸系高性能减水剂

技术领域

    本发明涉及一种减水剂，具体涉及一种具有缓释功能的高性能聚羧酸系减水剂。                                        

背景技术

在混凝土减水剂中，聚羧酸系减水剂具有较高的减水能力，掺量与混凝土流动性的相关性较好，坍落度保持性能较强。但在运输和施工中，由于拌合混凝土的水分蒸发，特别是在夏季高温条件下水分的损失更大，提供润滑作用的水分随时间减少，新拌混凝土的流动性损失较快，加水重塑后，影响了混凝土的强度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种具有缓释功能的高性能聚羧酸系减水剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种缓释型聚羧酸系高性能减水剂，通过向充有氮气的底液中滴加不饱和有机酸及缓释溶液和还原性溶液进行聚合反应制备而成；其中底液包括重量配比为30-40：2-5：20-30的烯丙基聚氧乙烯醚、双氧水和去离子水；不饱和有机酸及缓释溶液包括重量配比为2-4：10-16的丙烯酸、缓释组分和去离子水，缓释组分选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯中的一种或多种混合；还原性溶液包括重量配比为1-3：10-16的巯基乙酸和去离子水；且烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸以及巯基乙酸的重量配比为30-40：2-4：1-3。

该减水剂中还含有还含有占减水剂总重量的0.5-1%的消泡剂，该消泡剂优选聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

聚合反应温度为70-80℃。不饱和有机酸及缓释溶液的滴加时间为2-3小时，还原性溶液的滴加时间为3-4小时，滴加完成后保温1小时。反应完成后，温度降低到55-65℃，采用碱性化合物调节反应溶液pH值至7.0-8.0。碱性化合物选自氢氧化钠及其水溶液或氢氧化钾及其水溶液，碳酸钠及其水溶液。

其中，原料烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，制得的聚合物分子量为50000。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在聚合反应中加入缓释组分，通过控制主链上羧酸基团的类型和数量，来控制聚羧酸系减水剂在水泥颗粒上的吸附速率，从而实现减水剂的缓慢释放分散作用。同时本发明以烯丙基聚氧乙烯醚为原料，制得的聚羧酸侧链长度即利于减水剂的合成，又有利于增加吸附层分子的立体斥力。本发明中的链引发剂直接在底液中加入，而采用链转移剂调节聚合物的分子量分布，方便对反应进行控制，同时适当缩短了反应时间。本发明对原料的加入量和各单体的加入浓度进行反复试验，确定了投料配比及各投料浓度，制得的减水剂减水率高，且水泥净浆的流动度大。本发明以简单的组分配比达到较好的缓释效果，操作方便，制备工艺简单，且制得的产品减水性能高。同时在聚合反应完成后加入消泡剂，消除了聚羧酸高性能减水剂表面的大气泡，降低对混凝土的孔结构和耐久性产生的不良影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明脂肪族减水剂的生产方法进行详细说明。

实施例一

底液制备：按重量份分别取烯丙基聚氧乙烯醚30份、双氧水2份和去离子水30份，混合均匀备用。

不饱和有机酸及缓释溶液制备：按重量份分别取丙烯酸2份、甲基丙烯酸甲酯2份和去离子水10份，混合均匀备用。

还原性溶液制备：按重量份分别取巯基乙酸1份和去离子水10份，混合均匀备用。

在反应釜中加入底液，充氮气，升温至70℃，同时滴加不饱和有机酸溶液和还原性溶液，滴加时间分别为2小时和3小时。滴加完毕后保温1小时，降温至55℃，用氢氧化钠溶液中和至pH值为7.0，再调整溶液固含量至20％。

最后加入0.5份的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂，混合均匀即得聚羧酸系高效减水剂。应用于水泥配制的砂浆，测得其减水率为30％，水泥净浆流动度为230mm(聚羧酸系高效减水剂用量为水泥质量的1％)。

实施例二

底液制备：按重量份分别取烯丙基聚氧乙烯醚40份、双氧水5份和去离子水30份，混合均匀备用。

不饱和有机酸及缓释溶液制备：按重量份分别取丙烯酸4份、甲基丙烯酸乙酯4份和去离子水16份，混合均匀备用。

还原性溶液制备：按重量份分别取巯基乙酸3份和去离子水16份，混合均匀备用。

在反应釜中加入底液，充氮气，升温至80℃，同时滴加不饱和有机酸溶液和还原性溶液，滴加时间分别为3小时和4小时。滴加完毕后保温1小时，降温至65℃，用氢氧化钾溶液中和至pH值为8.0，再调整溶液固含量至20％。

最后加入1.1份的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂，混合均匀即得聚羧酸系高效减水剂。应用于水泥配制的砂浆，测得其减水率为32％，水泥净浆流动度为245mm(聚羧酸系高效减水剂用量为水泥质量的1％)。

实施例三

底液制备：按重量份分别取烯丙基聚氧乙烯醚30份、双氧水3份和去离子水25份，混合均匀备用。

不饱和有机酸剂缓释溶液制备：按重量份分别取丙烯酸3份、醋酸乙烯3份和去离子水14份，混合均匀备用。

还原性溶液制备：按重量份分别取巯基乙酸2份和去离子水12份，混合均匀备用。

在反应釜中加入底液，充氮气，升温至80℃，同时滴加不饱和有机酸溶液和还原性溶液，滴加时间分别为3小时和4小时。滴加完毕后保温1小时，降温至55℃，用氢氧化钠溶液中和至pH值为8.0，再调整溶液固含量至20％。

最后加入0.7份的聚醚改性聚硅氧烷消泡剂，混合均匀即得聚羧酸系高效减水剂。应用于水泥配制的砂浆，测得其减水率为30％，水泥净浆流动度为220mm(聚羧酸系高效减水剂用量为水泥质量的1％)。

Claims (6)

1.一种缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述减水剂通过向充有氮气的底液中滴加不饱和有机酸及缓释溶液和还原性溶液进行聚合反应制备而成；所述底液包括重量配比为30-40：2-5：20-30的烯丙基聚氧乙烯醚、双氧水和去离子水；所述不饱和有机酸及缓释溶液包括重量配比为2-4：10-16的丙烯酸、缓释组分和去离子水；所述缓释组分选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和醋酸乙烯中的一种或多种混合；所述还原性溶液包括重量配比为1-3：10-16的巯基乙酸和去离子水；所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸以及巯基乙酸的重量配比为30-40：2-4：1-3。

2.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述减水剂中还含有占减水剂总重量的0.5-1%的消泡剂。

3.根据权利要求2所述的缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

4.根据权利要求1或2所述的缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述聚合反应温度为70-80℃；所述不饱和有机酸及缓释溶液的滴加时间为2-3小时，还原性溶液的滴加时间为3-4小时，滴加完成后保温1小时；反应完成后，温度降低到55-65℃，采用碱性化合物调节反应溶液pH值至7.0-8.0。

5.根据权利要求4所述的缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述碱性化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。

6.根据权利要求1或2所述的缓释型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于：所述烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，聚合反应制得的聚合物分子量为50000。