CN104479083A - 一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂及其制备方法，该方法以不饱和聚醚、及两性单体十二烷二甲基羧基甜菜碱、过氧化氢为底液，然后滴加丙烯酸溶液A和由维生素C、疏基乙酸组成的溶液B，搅拌均匀，在室温下通过自由基聚合合成了两性甜菜碱聚羧酸减水剂。本发明的有益效果为：在室温下即可合成，反应时间短，提高了生产效率，环保；本发明合成的减水剂减水率高，保坍性能好。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
减水剂是水泥混凝土外加剂中用量最大、应用最广泛的一种外加剂。聚羧酸系减水剂较以前的减水剂相比具有生产工艺简单、减水率高、坍落度损失低、收缩率小、环境友好等优点被国内外公认为继木钙和萘系之后发展起来的第三代高性能减水剂。
两性聚羧酸减水剂由于其独特的两性结构，使得其具有独特的分散能力。甜菜碱型两性单体是应用十分广泛的一类功能性单体，通过甜菜碱制备的两性聚合物化学性和热稳定性好、水化能力强。专利CN103923275A公开了一种甜菜碱类两性聚羧酸减水剂，这种制备方法工艺复杂，所需温度高能耗大且反应时间较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，解决了现有技术中两性甜菜碱聚羧酸减水剂合成工艺复杂，温度高等问题。
本发明还提供了一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法，该制备方法工艺简单，环境友好，在室温条件下即可。
为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：
本发明提供了一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，按以下重量份数的原料通过共聚反应制得：甲基烯丙基聚氧乙烯醚340-375、30%过氧化氢2.5-4.5、十二烷二甲基羧基甜菜碱2-4、丙烯酸30-46、维生素C 0.7-2.0、链转移剂1.5-2.2、去离子水450-620；
所述的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、十二烷二甲基羧基甜菜碱、丙烯酸为反应单体，通过自由基聚合合成两性甜菜碱聚羧酸减水剂；
所述的链转移剂为疏基乙酸。
所述的甲基烯丙基聚氧乙烯醚分子量为2000-2400。
本发明还提供了一种一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
a.取重量份的甲基烯丙基聚氧乙烯醚340-375、30%过氧化氢2.5-4.5、十二烷二甲基羧基甜菜碱2-4加入到220-280重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，得到底液；
b. 取重量份的丙烯酸（AA）30-46加入到80-130重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，配成溶液A；
c. 取重量份的维生素C 0.7-2.0、疏基乙酸（ TGA）1.5-2.2加入到150-210重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，配成溶液B；
D.室温下，向底料中同时滴加溶液A和溶液B，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；
B.反应结束后加入液碱进行中和，调节PH值到6-7，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
所述的30%过氧化氢为质量浓度为30%的过氧化氢水溶液。
所述的液碱为质量浓度为32%的氢氧化钠水溶液。
所述的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、十二烷二甲基羧基甜菜碱（十二烷基二甲基胺乙内酯）等原料均为市售工业级产品。
本发明的优点及有益效果：
1.本发明在通过氧化还原体系的建立，常温下进行合成，节约能耗，环保经济；
2.本发明合成的两性甜菜碱聚羧酸减水剂，和与单一的阴离子型、阳离子型羧酸不同，它是在分子的一端同时引入酸性基-羧基和碱性基-季胺基，羧酸基保证其有减水作用，形成空间位阻效应，季胺基有抗泥作用，使其在含泥量较大的情况下发挥更好的作用。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行进一步的阐述，下述说明仅为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，是由以下重量份原料组成：
底料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：352、30%过氧化氢(H2O2 ) ：3.0、去离子水：225、十二烷二甲基羧基甜菜碱：2；
A液：丙烯酸（AA）：30、去离子水：85；
B液：维生素C（VC）：0.7、疏基乙酸（ TGA）：1.5 、去离子水：160。
两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法：室温下，向底料中同时滴加A液和B液，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；反应结束后加入32%质量浓度的氢氧化钠溶液进行中和，调节PH值到6，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
实施例2
一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，是由以下重量份原料组成：
底料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：352、30wt%过氧化氢：3.0、去离子水：240、
十二烷二甲基羧基甜菜碱：2.8；
A液：丙烯酸：35、去离子水：100；
B液：维生素C：0.85、疏基乙酸：1.65、去离子水：175。
两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法：室温下，向底料中同时滴加A液和B液，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；反应结束后加入32%质量浓度的氢氧化钠溶液进行中和，调节PH值到7，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
实施例3
一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，是由以下重量份原料组成：
底料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：365、30wt%过氧化氢：3.8、去离子水：265、
十二烷二甲基羧基甜菜碱：3.2；
A液：丙烯酸：38、去离子水：115；
B液：维生素C：0.95、疏基乙酸：1.8、去离子水：190。
两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法：室温下，向底料中同时滴加A液和B液，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；反应结束后加入32%质量浓度的氢氧化钠溶液进行中和，调节PH值到7，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
实施例4
一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，是由以下重量份原料组成：
底料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚：375、30%过氧化氢：4.5、去离子水：280、
十二烷二甲基羧基甜菜碱：4；
A液：丙烯酸：46、去离子水：210；
B液：维生素C：2.0、疏基乙酸：2.2、去离子水：210。
两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法：室温下，向底料中同时滴加A液和B液，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；反应结束后加入32%质量浓度的氢氧化钠溶液进行中和，调节PH值到7，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
对比例1
原料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚10、N,N-二甲基（甲基丙烯酰氧乙基）铵基丙磺酸内盐2、丙烯酸5、过硫酸铵0.1。
过程方法同中国专利申请CN103923275A相同。
将本发明提供的制备方法同对比例1进行对比，具体结果见表1。
表1
从表1中可以看出，本发明所提供的方法在室温下即可进行，能耗小，环保经济，同时减少高温导致的副反应的发生，且反应所需时间少，采用滴加方式进行加料，能够提高反应物质的转化率，减少丙烯酸的自聚反应，提高原料利用率，本发明无需惰性气体进行保护，减少了生产成本。
应用实施例
采用基准水泥，按照《混凝土外加剂》（GB8076-2008）中的测试要求，比较了本发明制备的改性聚羧酸减水剂（实施例1-4）同对比例的减水率、流动度，坍落度，结果见表2。
表2
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种两性甜菜碱聚羧酸减水剂，其特征在于，按以下重量份数的原料通过共聚反应制得：
甲基烯丙基聚氧乙烯醚：340-375、30%过氧化氢：2.5-4.5、十二烷二甲基羧基甜菜碱：2-4、丙烯酸：30-46、维生素C：0.7-2.0、链转移剂：1.5-2.2、去离子水：450-620；
所述的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、十二烷二甲基羧基甜菜碱、丙烯酸为反应单体，通过自由基聚合合成两性甜菜碱聚羧酸减水剂；
所述的链转移剂为疏基乙酸。
2.根据权利要求1所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的甲基烯丙基聚氧乙烯醚分子量为2000-2400。
3.一种如权利要求1所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.取重量份的甲基烯丙基聚氧乙烯醚：340-375、30%过氧化氢：2.5-4.5、十二烷二甲基羧基甜菜碱：2-4加入到220-280重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，得到底液；
b. 取重量份的丙烯酸：30-46加入到80-130重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，配成溶液A；
c. 取重量份的维生素C： 0.7-2.0、疏基乙酸：1.5-2.2加入到150-210重量份的去离子水中进行混合，搅拌均匀，配成溶液B；
d.室温下，向底料中同时滴加溶液A和溶液B，A液在经3小时滴加完成，B液经3.5小时滴加完成，进行自由基聚合，保温反应0.5小时；
e.反应结束后加入液碱进行中和，调节PH值到6-7，搅拌速度为50r/min，搅拌20min，得到所述的两性甜菜碱聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于：所述的液碱为质量浓度为32%的氢氧化钠水溶液。
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Denomination of invention: Amphiprotic betaine polycarboxylic acid water reducing agent and preparation method thereof Effective date of registration: 20190108 Granted publication date: 20170503 Pledgee: Xiaoxian finance Company limited by guarantee Pledgor: ANHUI XIN SOLID ENVIRONMENTAL CO., LTD. Registration number: 2019340000024 |
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