CN107459599A - 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法,将水、烯烃磺酸钠类单体、有机羧酸投入反应釜中,搅拌至溶解,投入氧化引发剂后,加热至30‑60℃,向其中同时滴加已配置的A液和B液,A液滴加3.0h,B液滴加3.5h,保温1h后,加碱液中和至pH为6‑7,补水至固含量为40%,得到抗泥型聚羧酸减水剂;本发明合成的抗泥型聚羧酸减水剂具有优良的减水性能,对含泥量大的砂石料有较好的适应性,因为本发明的聚羧酸减水剂分子中无聚氧乙烯醚侧链,因而不被泥份表面和层间吸附。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域,具体涉及到一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是第三代高性能混凝土外加剂,具有掺量低、分散性好、分子结构上自由度大等优点,已经广泛应用于各种混凝土工程,并取得了良好的效果。但随着优质砂石料越来越少,有一定含泥量的河沙、山砂和机制砂越来越多用于拌制混凝土。而上述集料中的泥粉和石粉对聚羧酸减水剂的吸附量远大于水泥对聚羧酸减水剂的吸附量,导致混凝土和易性差、坍落度损失过快、适应性不良。加大聚羧酸减水剂的掺量也不能改善混凝土状态。
常见泥粉有蒙脱土、高岭土、伊利土三大类,其相应矿物成分是蒙脱石、高岭石、伊利石。上述成分为层状结构,遇水后层间分离,聚羧酸减水剂中聚氧乙烯醚侧链极易被吸附于粘土层间。大量聚羧酸减水剂因此而失去减水性能。
目前还没有一种适应性广泛、适应性强、工艺简单、性能优异的抗泥型聚羧酸减水剂。
发明内容
针对背景技术中存在的问题,本发明提供一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法,克服现有聚羧酸减水剂被泥粉和石粉大量吸附的问题,使掺有一定含泥量砂石料的混凝土保持较好的和易性和保坍性能,通过避免用聚氧乙烯醚的侧链,因而避免在泥粉表面和层间大量吸附,在聚羧酸高分子主链上引入大量苯磺酸基团、胺类基团等减水解基团,在混凝土拌合后,聚羧酸高分子主链上的羧基锚固水泥颗粒表面,聚羧酸主链上的苯磺酸基团、胺类基团产生双电层和水泥颗粒间的电荷推力,发挥加水功能。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,由以下步骤组成:将水、烯烃磺酸钠类单体、有机羧酸投入反应釜中,搅拌至溶解,投入氧化引发剂后,加热至30-60℃,向其中同时滴加已配置的A液和B液,A液滴加3.0h,B液滴加3.5h,保温1h后,加碱液中和至pH为6-7,补水至固含量为40%,得到抗泥型聚羧酸减水剂。
所述的A液为有机羧酸、酰胺类单体和水;
所述的B液为还原性引发剂、链转移剂和水;
优选地,所述的烯烃磺酸钠类单体为对苯乙烯磺酸钠、α烯烃磺酸钠(RCH=CH(CH2)n-SO3Na n=1-18)。
优选地,所述的有机羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸及上述酸的脂类化合物中一种或多种。
优选地,所述的酰胺类单体为丙烯酰胺,N-N二甲基丙烯酰胺或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。
优选地,所述的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸类化合物中的一种或多种。
优选地,所述的链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。
优选地,所述的还原性引发剂为吊白块,维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或多种。
优选地,各个物料按重量的比例值为:烯烃磺酸钠类单体:有机羧酸:丙烯酰胺类单体:氧化性引发剂:还原性引发剂:链转移剂=1:0.1~0.4:0.02~0.1:0.005~0.02:0.002~0.01:0.01~0.02。
其中有机羧酸提供释放羧酸基,锚固于水泥颗粒。
烯烃磺酸钠类单体提供苯磺酸基团,提供水泥颗粒间的电荷推力,提供减水性能。
烯酰胺功能单体的引入,改善混凝土粘聚性,提高减水剂与水泥的适应性。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:克服现有聚羧酸减水剂被泥粉和石粉大量吸附的问题,使掺有一定含泥量砂石料的混凝土保持较好的和易性和保坍性能。通过避免使用聚氧乙烯醚的侧链,因而避免在泥粉表面和层间大量吸附,在聚羧酸高分子主链上引入大量苯磺酸基团、胺类基团等减水解基团,在混凝土拌合后,聚羧酸高分子主链上的羧基锚固水泥颗粒表面,聚羧酸主链上的苯磺酸基团、胺类基团产生双电层和水泥颗粒间的电荷推力,发挥加水功能。合成的抗泥型聚羧酸减水剂具有优良的减水性能,对含泥量大的砂石料有较好的适应性。
具体实施方式
下面结合本发明中的实施例,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做出创造性劳动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。
实施例1:
在1000m1圆底三口烧瓶中加入210g水、150g对苯乙烯磺酸钠,40.0g富马酸和2.0g双氧水作为反应底液。
配制A溶液:40.0g丙烯酸、10克丙烯酰胺和40g水混匀放于滴液漏斗中。
配制B溶:将0.5g维生素C、1.5g巯基丙酸和60g水混匀放于滴液漏斗中。
搅拌至烧瓶中单体溶解,并升温至60℃,立即同时开始滴加A液和B液,A溶液3.0h同时滴完,B溶液3.5h滴完,继续保温反应1h后,加入32%的氢氧化钠溶液,调节溶液pH值为6-7,补水得到40%的抗泥型聚羧酸减水剂母液。
实施例2:
在1000m1圆底三口烧瓶中加入210g水、200gα-烯烃磺酸钠(RCH=CH(CH2)n-SO3Nan=9)、30g马来酸酐作为反应底液、2.0g过硫酸胺和1.0g双氧水。
配制A溶液:将40g丙烯酸、和6.0g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、30g水混匀放于滴液漏斗中。
配制B溶液:将0.5g吊白块、2.0g巯基丙酸和60g水混匀放于滴加瓶中。
搅拌至烧瓶中单体溶解,并升温至40℃,立即同时开始滴加A液和B液,A液3.0h滴完,B液3.5h滴完,继续保温反应1h后,加入32%的氢氧化钠溶液,调节溶液pH值为6-7,补水得到40%的抗泥型聚羧酸减水剂母液。
实施例3:
在1000m1圆底三口烧瓶中加入210g水、200gα-烯烃磺酸钠(RCH=CH(CH2)n-SO3Nan=18),30g富马酸、3.0g过硫酸胺作为反应底液。
配制A溶液:40g丙烯酸羟丙酯、10gN-N二甲基丙烯酰胺和40g水混匀放于滴加漏斗中。
配制B溶液:将0.2g吊白块、1.5g巯基丙酸和0.4g维生素C和60g水混匀放于滴加瓶漏斗中。
搅拌至烧瓶中单体溶解,并升温至50℃,立即同时开始滴加A液和B液,A液3.0h滴完,A液3.5h滴完,继续保温反应1h后,加入32%的氢氧化钠溶液,调节溶液pH值为6-7,补水得到40%的抗泥型聚羧酸减水剂母液。
对比实验分析:
在水泥配制的混凝土掺入本发明的方法制取的醚酯共聚的聚羧酸减水剂与掺入通用型聚羧酸减水剂(GTS-102),得到混凝土性能(混凝土配合比参照GB8076-2008)(砂含泥量5.2%)对比测试如下:
基于上述,本发明具有的优点在于:克服现有聚羧酸减水剂被泥粉和石粉大量吸附的问题,使掺有一定含泥量砂石料的混凝土保持较好的和易性和保坍性能。通过避免使用聚氧乙烯醚的侧链,因而避免在泥粉表面和层间大量吸附,在聚羧酸高分子主链上引入大量苯磺酸基团、胺类基团等减水解基团,在混凝土拌合后,聚羧酸高分子主链上的羧基锚固水泥颗粒表面,聚羧酸主链上的苯磺酸基团、胺类基团产生双电层和水泥颗粒间的电荷推力,发挥加水功能。合成的抗泥型聚羧酸减水剂具有优良的减水性能,对含泥量大的砂石料有较好的适应性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,其特征在于:由以下步骤组成:
将水、烯烃磺酸钠类单体、有机羧酸投入反应釜中,搅拌至溶解,投入氧化引发剂后,加热至30-60℃,向其中同时滴加已配置的A液和B液,A液滴加3.0h,B液滴加3.5h,保温1h后,加碱液中和至pH为6-7,补水至固含量为40%,得到抗泥型聚羧酸减水剂。
所述的A液为有机羧酸、酰胺类单体和水;
所述的B液为还原性引发剂、链转移剂和水。
2.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的烯烃磺酸钠类单体为对苯乙烯磺酸钠、α烯烃磺酸钠(RCH=CH(CH2)n-SO3Na n=1-18)。
3.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的有机羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸及上述酸的脂类化合物中一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的酰胺类单体为丙烯酰胺,N-N二甲基丙烯酰胺或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸类化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法:其特征在于:所述的还原性引发剂为吊白块,维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或多种。
8.一种抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于:各个物料按重量的比例值为:烯烃磺酸钠类单体:有机羧酸:丙烯酰胺类单体:氧化性引发剂:还原性引发剂:链转移剂=1:0.1~0.4:0.02~0.1:0.005~0.02:0.002~0.01:0.01~0.02。
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