CN103467686A - 一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，采用低温制备低磺化度的甲醛、丙酮预聚磺化混合物；以及采用中温磺化的丙酮、环己酮预磺化混合物；通过控制物料滴加的顺序及速度，反应温度自动升温，在高温下发生羟醛缩合反应；在反应末期，通过加入少量过硫酸盐引发自由基聚合，提高产物的分子量。通过本发明的实施方式，能获得高减水率的脂肪族减水剂。

Description

一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料的技术领域，尤其涉及一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法。
背景技术
脂肪族减水剂和其它类型减水剂一样，可以使混凝土拌合物的流动度大大提高，或者在保持相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量，是目前国内高效减水剂用量仅次于萘系的第二大品类，具有广泛的用途。脂肪族减水剂在静电斥力的作用下，能破坏混凝土中水泥颗粒的团聚，使得水泥颗粒处于分散状态。分子侧链上极性较强基团容易与水分子缔合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的水化膜，阻止了水泥颗粒的相互团聚，保持水泥浆体较好的流动性。
脂肪族减水剂制备过程中，是以丙酮、甲醛、亚硫酸盐等为主要原料，通过碳负离子的产生而缩合形成一定分子量大小的憎水碳氢主链；通过磺化反应打开羰基，引入亲水性磺酸基团，而制得的阴离子高分子表面活性剂。脂肪族减水剂具有合成工艺多样化、原材料来源广、价格低、与水泥适应性好、无污染和性价比高等优点，属于早强非引气型减水剂，不足的是混凝土应用过程中减水率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具胡高减水率的脂肪族减水剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）反应釜A中，加入15~30份亚硫酸盐、30-60份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为25~30℃时，一次性加入10~20份丙酮，继续反应1小时；再加入1~5份柠檬酸，1~5份氢化松香，得到混合液Ⅰ；
（2）将20~40份丙酮和5-10份环己酮配置成混合液Ⅱ；
（3）反应釜B中，加入30~45份亚硫酸氢钠、10~30份碱和60份水，控制反应温度为40~60℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕；滴加完毕后，保温0.5h；保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕；混合液Ⅰ滴加完毕后，加入1-3份过硫酸盐，继续反应1h后，出料；冷却后至室温即得产物；
上述各步骤中的份数均为按质量份计。
所述的亚硫酸盐为连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种。
所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、氨水中的一种。
所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾的一种。
采用上述方案后，本发明一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，主要通过低温制备具有一定缩合度的甲醛、丙酮预聚磺化混合物，以及丙酮、环己酮预磺化混合物（没有聚合度），通过不同结构的预聚磺化混合物和预磺化混合物，在高温下发生的混合羟醛缩合反应，获得具有差异化分子结构互补的磺化醛酮缩合物产物，并且通过加入过氧化物引发剂，使得磺化醛酮缩合物产物的分子量进一步提高，避免了无减水效果的小分子磺化醛酮缩合物的存在，使得产物具有较好的减水性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
（1）按质量份计，反应釜A中，加入15份连二亚硫酸钠、30份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为25℃时，一次性加入20份丙酮，继续反应1小时。再加入5份柠檬酸，1份氢化松香，得到混合液Ⅰ。
（2）同样按质量份计，将20份丙酮和10份环己酮配置成混合液Ⅱ。
（3）按质量份计，反应釜B中，加入45份亚硫酸氢钠、15份氢氧化钠和60份水，控制反应温度为50℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕。滴加完毕后，保温0.5h。保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕。混合液Ⅰ滴加完毕后，加入3份过硫酸铵，继续反应1h后，出料。冷却后至室温即得产物。
以下各实施例的份数均为质量份。
实施例2
（1）按质量份计，反应釜A中，加入30份亚硫酸钠、60份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为30℃时，一次性加入15份丙酮，继续反应1小时。再加入3份柠檬酸，3份氢化松香，得到混合液Ⅰ。
（2）将30份丙酮和10份环己酮配置成混合液Ⅱ。
（3）反应釜B中，加入40份亚硫酸氢钠、10份氢氧化钾和60份水，控制反应温度为60℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕。滴加完毕后，保温0.5h。保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕。混合液Ⅰ滴加完毕后，加入1份过硫酸钠，继续反应1h后，出料。冷却后至室温即得产物。
实施例3
（1）按质量份计，反应釜A中，加入25份亚硫酸氢钠、50份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为25℃时，一次性加入10份丙酮，继续反应1小时。再加入2份柠檬酸，5份氢化松香，得到混合液Ⅰ。
（2）将40份丙酮和5份环己酮配置成混合液Ⅱ。
（3）反应釜B中，加入30份亚硫酸氢钠、30份三乙醇胺和60份水，控制反应温度为40℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕。滴加完毕后，保温0.5h。保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕。混合液Ⅰ滴加完毕后，加入2份过硫酸铵，继续反应1h后，出料。冷却后至室温即得产物。
实施例4
（1）按质量份计，反应釜A中，加入20份焦亚硫酸钠、40份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为30℃时，一次性加入15份丙酮，继续反应1小时。再加入1份柠檬酸，4份氢化松香，得到混合液Ⅰ。
（2）将40份丙酮和5份环己酮配置成混合液Ⅱ。
（3）反应釜B中，加入35份亚硫酸氢钠、20份氨水和60份水，控制反应温度为60℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕。滴加完毕后，保温0.5h。保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕。混合液Ⅰ滴加完毕后，加入2份过硫酸钾，继续反应1h后，出料。冷却后至室温即得产物。
将实施例1~4合成得到的样品，以及市售脂肪族减水剂（SAF）进行对比，采用华润水泥（福建龙岩产），掺量按水泥质量0.4%（折固掺量），根据GB 8076-2008《混凝土外加剂》提供的检测方法，测其混凝土减水率。混凝土配合比为：水泥330kg/m3、砂742kg/m3、石1113 kg/m3，所得结果如表1所示。
表1 实施例性能对比
样品 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 SAF
减水率/% 24.6 25.3 24.4 25.7 15.4
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (4)

1.一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）反应釜A中，加入15~30份亚硫酸盐、30-60份甲醛和60份水，搅拌溶解，控制温度为25~30℃时，一次性加入10~20份丙酮，继续反应1小时；再加入1~5份柠檬酸，1~5份氢化松香，得到混合液Ⅰ；
（2）将20~40份丙酮和5-10份环己酮配置成混合液Ⅱ；
（3）反应釜B中，加入30~45份亚硫酸氢钠、10~30份碱和60份水，控制反应温度为40~60℃，快速滴加混合液Ⅱ，在0.5小时内滴加完毕；滴加完毕后，保温0.5h；保温结束后，滴加混合液Ⅰ，在1.5小时内滴加完毕；混合液Ⅰ滴加完毕后，加入1-3份过硫酸盐，继续反应1h后，出料；冷却后至室温即得产物；
上述各步骤中的份数均为按质量份计。
2.根据权利要求1所述的一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，其特征在于：所述的亚硫酸盐为连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，其特征在于：所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、氨水中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高减水率脂肪族减水剂的制备方法，其特征在于：所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种。
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