CN107383296B - 一种混凝土减水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混凝土减水剂及其制备方法，上述制备方法包括：向反应容器中加入4,4‑双(4‑羟苯基)戊酸、聚丙二醇和对甲基苯磺酸，混合均匀后进行酯化反应，得到改性双酚酸；b)将改性双酚酸、柠檬酸钠、无水十二烷基苯磺酸在水中混合，得到混合溶液；c)将甲醛溶液滴加到混合溶液中，并对混合溶液加热至45‑50℃，反应0.6‑1.3h，继续加热至70‑95℃，反应7‑9h得到含有减水剂的水溶液。本发明提供的减水剂中包括亲水性极好磺酸盐基、端羟基基团，相比较现有技术，能够提高混凝土的流动性，还能极大地改善混凝土的泌水性；同时，相比现有技术中的磺酸系减水剂的减水率高，泌水率低，比聚羧酸系减水剂的价格更便宜。

Description

一种混凝土减水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域，尤其涉及一种混凝土减水剂及其制备方法。
背景技术
减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。
目前国内广泛使用的萘系及三聚氰胺系高效减水剂存在着减水率低、混凝土坍落度小、坍落度经时损失大等问题，给混凝土的施工造成一定的影响。因此，开发研制新型的高效减水剂势在必行。氨基磺酸系高效减水剂由于其减水率高、混凝土坍落度大、落度的经时损失小、生产工艺简单等优点，成为近年来研究的热点。
氨基磺酸系高效减水剂具有高减水率、能控制混凝土坍落度损失特性，改善了混凝土工作性和耐久性，是当今最有发展前途的新型高效减水剂之一。但是氨基磺酸系高效减水剂应用过程中混凝土保水性不好、泌水离析现象严重，制约了氨基磺酸盐高效减水剂在混凝土中的应用。
发明内容
针对现有的减水剂存在的上述问题，现提供一种减水率高且泌水率低的减水剂及其制备方法。
具体技术方案如下：
本发明的第一个方面是提供一种混凝土减水剂的制备方法，具有这样的特征,包括如下步骤：
a)向反应容器中加入100重量份4,4-双(4-羟苯基)戊酸、350-375重量份聚丙二醇和8.5-10重量份对甲基苯磺酸，混合均匀后于150-160℃进行酯化反应，得到改性双酚酸；
b)将改性双酚酸、17-18.5重量份柠檬酸钠、35-50重量份无水十二烷基苯磺酸在2000-3500重量份水中混合，得到混合溶液；
c)将95-125重量份甲醛溶液滴加到混合溶液中，并对混合溶液加热至45-50℃，反应0.6-1.3h，继续加热混合溶液至70-95℃，反应7-9h得到含有减水剂的水溶液。
本发明中提供的减水剂的结构式如下所示：
其中，x为30-40，x＝m＝10-200，y＝n＝45-135，其分子量为6000-70000。
上述的制备方法，还具有这样的特征，混合溶液的pH值为7.2-7.5。
上述的制备方法，还具有这样的特征，甲醛溶液为37wt％工业甲醛。
上述的制备方法，还具有这样的特征，甲醛溶液的滴加时间为1-2h。
本发明的第二个方面是提供一种利用上述制备方法制备的减水剂。
本发明提供的如上式所示的减水剂，该减水剂中包括亲水性极好磺酸盐基、聚丙二醇端羟基基团，相比较现有技术，能够提高混凝土的流动性，还能极大地改善混凝土的泌水性；同时，相比现有技术中的磺酸系减水剂的减水率高，泌水率低，比聚羧酸系减水剂的价格更便宜。
4,4-双(4-羟苯基)戊酸中含有两个酚羟基，本发明即利用4,4-双(4-羟苯基)戊酸与聚丙二醇进行酯化反应，形成聚醚改性的双酚酸酯，然后用改性的双酚酸酯与甲醛、无水十二烷基苯磺酸反应，最终形成聚醚改性的磺酸系高效减水剂，不仅减水率高，且泌水现象大大减轻，而且用双酚酸代替苯酚大大的减少了污染。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
一种混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：
a)向反应容器中加入100重量份4,4-双(4-羟苯基)戊酸、355重量份聚丙二醇和8.6重量份对甲基苯磺酸，混合均匀后于151℃进行酯化反应，得到改性双酚酸；
b)将改性双酚酸、18重量份柠檬酸钠、38重量份无水十二烷基苯磺酸在2300重量份水中混合，得到pH值为7.2的混合溶液；
c)将98重量份37wt％工业甲醛加到混合溶液中，控制滴加速度以在1.5h内滴加完毕，并对混合溶液加热至46℃，反应0.7h，继续加热混合溶液至77℃，反应7.5h得到含有减水剂的水溶液。
实施例2
一种混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：
a)向反应容器中加入100重量份4,4-双(4-羟苯基)戊酸、360重量份聚丙二醇和9重量份对甲基苯磺酸，混合均匀后于155℃进行酯化反应，得到改性双酚酸；
b)将改性双酚酸、18重量份柠檬酸钠、40重量份无水十二烷基苯磺酸在3000重量份水中混合，得到pH值为7.3的混合溶液；
c)将110重量份37wt％工业甲醛滴加到混合溶液中，控制滴加速度以在1.3h内滴加完毕，并对混合溶液加热至47℃，反应0.8h，继续加热混合溶液至80℃，反应8h得到含有减水剂的水溶液。
实施例3
一种混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：
a)向反应容器中加入100重量份4,4-双(4-羟苯基)戊酸、365重量份聚丙二醇和9.5重量份对甲基苯磺酸，混合均匀后于155℃进行酯化反应，得到改性双酚酸；
b)将改性双酚酸、18.3重量份柠檬酸钠、45重量份无水十二烷基苯磺酸在3300重量份水中混合，得到pH值为7.4混合溶液；
c)将120重量份37wt％工业甲醛滴加到混合溶液中，控制滴加速度以在1.8h内滴加完毕，并对混合溶液加热至47.5℃，反应1.2h，继续加热混合溶液至90℃，反应8h得到含有减水剂的水溶液。
将上述实施例1-3制备获得的减水剂按照GB8076-2008《混凝土外加剂的应用技术规范》检测减水率。
将上述实施例1-3制备获得的减水剂按照如下方法检测泌水率：先用湿布润湿容积为5L的带盖筒(内径为185mm，高200mm)，将混凝土拌合物一次装入，在振动台上振动20s，然后用抹刀轻轻抹平，加盖以防水分蒸发。试样表面应比筒口边低约20mm。自抹面开始计算时间，在前60min，每隔10min用吸液管吸出泌水一次，以后每隔20min吸水一次，直至连续三次无泌水为止。每次吸水前5min，应将筒底一侧垫高约20mm，使筒倾斜，以便于吸水。吸水后，将筒轻轻放平盖好。将每次吸出的水都注入带塞量筒，最后计算出总的泌水量，精确至1g，并按式(1)、式(2)计算泌水率：
B＝VW(W/G)GW×100％---(1)；
GW＝G1-G0---(2)；
上式中：B—泌水率，％；VW—泌水总质量，单位为克(g)；W—混凝土拌合物的用水量，单位为克(g)；G—混凝土拌合物的总质量，单位为克(g)；GW—试样质量，单位为克(g)；G1—筒及试样质量，单位为克(g)；G0—筒质量，单位为克(g)。
试验时，从每批混凝土拌合物中取一个试样，泌水率取三个试样的算术平均值，精确到0.1％。
实施例1-3制备获得的减水剂的减水率和泌水率的检测数据如下所示：
减水率 泌水率
实施例1 33％ 1.1％(1h内无泌水现象)
实施例2 32％ 1.1％(1h内无泌水现象)
实施例3 33％ 1.2％(1h内无泌水现象)
对比例(市售磺酸系减水剂) 20％ 45％
由以上检测值可知，本发明中提供的减水剂的减水率和泌水率两项主要技术指标，相对于常规市售的磺酸系减水剂均有较大提高。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)向反应容器中加入100重量份4,4-双(4-羟苯基)戊酸、350-375重量份聚丙二醇和8.5-10重量份对甲基苯磺酸，混合均匀后于150-160℃进行酯化反应，得到改性双酚酸；
b)将所述改性双酚酸、17-18.5重量份柠檬酸钠、35-50重量份无水十二烷基苯磺酸在2000-3500重量份水中混合，得到混合溶液；
c)将95-125重量份甲醛溶液滴加到所述混合溶液中，并对所述混合溶液加热至45-50℃，反应0.6-1.3h，继续加热所述混合溶液至70-95℃，反应7-9h得到含有减水剂的水溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的pH值为7.2-7.5。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述甲醛溶液为37wt％工业甲醛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甲醛溶液的滴加时间为1-2h。
5.一种混凝土减水剂，其特征在于，根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制备获得。
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