CN105461251A - 一种新型聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种新型聚羧酸减水剂及其制备方法。所述的新型聚羧酸减水剂的原料包括马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯、过硫酸钾和氢氧化钠。1、能够降低甲基丙烯基磺酸钠的用量，在保证吸附性的同时，提高其对水泥颗粒的分散性能。

Description

一种新型聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种新型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
混凝土减水剂是指掺加后能在保持流动性基本相同的情况下，使混凝土用水量减少，从而提高混凝土强度及耐久性，或者在水泥用量和水灰比不变的情况下，增加混凝土流动性，改善混凝土施工性的外加剂。减水剂可以单独使用，也可以与其他功能性组分复配成复合外加剂，用来改善新拌和硬化混凝土的许多性能。如今减水剂已成为目前研究和使用最广泛的一种混凝土外加剂，是混凝土除水泥、砂、石以外的第五种组成部分，虽然其掺量很少，但是它的作用及其显著。
减水剂的主要作用有以下几个方面：增加水化效率，减少单位用水量，增加强度，节省水泥用量；改善尚未凝固的混凝土的和易性，防止混凝土成分的离析；提高抗渗性，减水透水性，避免混凝土建筑结构漏水，增加耐久性，增加耐化学腐蚀性能；减水混凝土凝固的收缩率，防止混凝土构件产生裂纹；提高抗冻性，有利于冬季施工。
当今高效减水剂是混凝土外加剂行业中的一个热点。高效减水剂是指减水率大于10%的减水率，可以显著改善混凝土和易性和显著减少其拌和水量，是配制高强混凝土必不可少的组分。
目前，市场上常用的高效减水剂可分为萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐系。传统的萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐系等高效减水剂的坍落度变化大，生产工艺复杂，能耗大、环境污染大，不能满足低碳经济时代的要求，不能满足混凝土施工和可持续发展的需求。随着工程施工及应用中对混凝土建筑物耐久性和强度的要求越来越高，要求开发出掺量低、减水率高、不缓凝、坍落度经时变化小、能耗低、安全环保的优质聚羧酸减水剂。
申请公布号为CN104672400A的中国专利“聚羧酸减水剂的合成工艺探究”，涉及一种聚羧酸减水剂的合成工艺的探索，其特征在于原料选自甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、马来酸酐、丙烯酸或烯丙醇聚氧乙烯醚之一或合物，引发剂优选自：过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化氢，混合原料可在一定程度上增加反应程度，使反应最大可能的向需要的方向进行，产率较高，并可以降低成本。
虽然磺酸基具有较强的吸附能力和分散性能，进而具有较强的表面活性，有利于减水剂分子在水泥颗粒上吸附，提高动电位，但是甲基丙烯磺酸钠的用量越多，对水泥颗粒的分散性影响并不大。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种新型聚羧酸减水剂及其制备方法，能够解决上述问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种新型聚羧酸减水剂，所述的新型聚羧酸减水剂的原料包括马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯、过硫酸钾、氢氧化钠和水。
优选的，所述的原料的消耗量（质量份数）：
马来酸酐20-30份；
丙烯酸聚乙二醇单酯10-20份；
甲基丙烯基磺酸钠1-5份；
聚氧乙烯基烯丙酯15-20份；
过硫酸钾1-5份；
氢氧化钠10-20份；
水25-35份。
优选的，所述的原料的消耗量（质量份数）：
马来酸酐25份；
丙烯酸聚乙二醇单酯15份；
甲基丙烯基磺酸钠3份；
聚氧乙烯基烯丙酯18份；
过硫酸钾3份；
氢氧化钠15份；
水30份。
一种新型聚羧酸减水剂的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：将一定质量份数的马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯溶于一定质量份数的水中，配成溶液，将配好的溶液加入到搅拌罐中，开启搅拌，加入一定质量份数的过硫酸钾，进行升温；
步骤二：升至一定温度，保温反应一段时间；
步骤三：开始降温，降温到一定温度；
步骤四：向降温后的溶液中加入一定质量份数的氢氧化钠调节pH值至一定数值，即可得到产品。
优选的，步骤二中所述的一定温度为80-90℃，所述的一段时间为7-8h。
优选的，步骤三中所述的一定温度为40-50℃。
优选的，步骤三中所述的一定数值为7-8。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的新型聚羧酸减水剂的原料包括马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯、过硫酸钾和氢氧化钠。能够降低甲基丙烯基磺酸钠的用量，在保证吸附性的同时，提高其对水泥颗粒的分散性能。
2、本发明的制备方法更加简单，生产效率更高，更节能，能够通过氢氧化钠的中和作用将羧基缓慢进行释放，能够补充作用于水泥粒子键的静电斥力，使水泥浆流动度的损失得到有效的控制。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例一
本发明所述的一种新型聚羧酸减水剂的制备方法，按照下列步骤依次进行：
步骤一：将质量份数分别为20份、10份、1份、15份的马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯溶于质量份数为25份的水中，配成溶液，将配好的溶液加入到搅拌罐中，开启搅拌，加入质量份数为1份的过硫酸钾，进行升温；
步骤二：升至80℃，保温反应7h；
步骤三：开始降温，降温到40℃；
步骤四：向降温后的溶液中加入质量份数为10份的氢氧化钠调节pH值至7，即可得到产品。
实施例二
与实施例一相比，步骤一中马来酸酐的质量份数为25份，丙烯酸聚乙二醇单酯的质量份数为15份，甲基丙烯基磺酸钠的质量份数为3份，聚氧乙烯基烯丙酯的质量份数为18份，水的质量份数为30份，过硫酸钾的质量份数为3份；步骤二中升温至85℃，保温反应7.5h；步骤三中降温到45℃；步骤四中氢氧化钠的质量份数为15份，pH值为7.5。其它工艺流程与实施例一相同。
实施例三
与实施例一相比，步骤一中马来酸酐的质量份数为30份，丙烯酸聚乙二醇单酯的质量份数为20份，甲基丙烯基磺酸钠的质量份数为5份，聚氧乙烯基烯丙酯的质量份数为20份，水的质量份数为35份，过硫酸钾的质量份数为5份；步骤二中升温至90℃，保温反应8h；步骤三中降温到50℃；步骤四中氢氧化钠的质量份数为20份，pH值为8。其它工艺流程与实施例一相同。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种新型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的新型聚羧酸减水剂的原料包括马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯、过硫酸钾、氢氧化钠和水。
2.根据权利要求1所述的一种新型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的原料的消耗量（质量份数）：
马来酸酐20-30份；
丙烯酸聚乙二醇单酯10-20份；
甲基丙烯基磺酸钠1-5份；
聚氧乙烯基烯丙酯15-20份；
过硫酸钾1-5份；
氢氧化钠10-20份；
水25-35份。
3.根据权利要求2所述的一种新型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的原料的消耗量（质量份数）：
马来酸酐25份；
丙烯酸聚乙二醇单酯15份；
甲基丙烯基磺酸钠3份；
聚氧乙烯基烯丙酯18份；
过硫酸钾3份；
氢氧化钠15份；
水30份。
4.一种制备权利要求1-3所述的新型聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：按照下述步骤依次进行：
步骤一：将一定质量份数的马来酸酐、丙烯酸聚乙二醇单酯、甲基丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯溶于一定质量份数的水中，配成溶液，将配好的溶液加入到搅拌罐中，开启搅拌，加入一定质量份数的过硫酸钾，进行升温；
步骤二：升至一定温度，保温反应一段时间；
步骤三：开始降温，降温到一定温度；
步骤四：向降温后的溶液中加入一定质量份数的氢氧化钠调节pH值至一定数值，即可得到产品。
5.根据权利要求4所述的一种新型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤二中所述的一定温度为80-90℃，所述的一段时间为7-8h。
6.根据权利要求4所述的一种新型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的一定温度为40-50℃。
7.根据权利要求4所述的一种新型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的一定数值为7-8。
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