CN108659177B - 一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法，该保坍剂主要是由聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体、不饱和酰胺类单体，氧化剂，还原剂，链转移剂和去离子水在5～25℃下，通过水溶液自由基聚合，再加氢氧化钠溶液调节pH值后，补水，制备而成。该制备方法无需热源，在常低温下反应，设备简单，可操作性强，生产效率高，制得的保坍剂具有超长的缓释能力，能长时间的保持坍落度，适应性强，性能优异。

Description

一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展和建筑水平的提高，对混凝土质量要求也越来越高。聚羧酸系高性能减水剂是近年来我国出现并应用的新一代减水剂，也是高性能减水剂的第一代产品，相对于萘系高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂具有更好的应用性能和推广价值，因其减水率高、掺量低、水泥的适应性强、混凝土坍落度损失小、绿色环保等一系列突出性能，已广泛应用于房地产建筑、公路、铁路、桥梁、水利和水电等工程领域，它的出现适应了高性能混凝土的发展，目前正在取代其他产品而逐渐成为国内应用最广泛的混凝土外加剂。
虽然目前聚羧酸减水剂优异的减水性能已被业界广泛认可，但是由于水泥的变化、煤灰等粉质材料良莠不齐，砂、石材料品质越来越差(含泥量和含石粉量高)等原因，使得聚羧酸减水剂在实际应用中也出现了坍落度损失过快与和易性变差等问题。尤其是随着城市化程度加快，拥堵现象日益加剧，对混凝土的质量及原材料要求越来越高，因此对聚羧酸减水剂也提出了超长保坍的要求，要求新拌混凝土施工性能好、不离析、不泌水、耐高温、3～4h后能维持良好的流动性和施工性能。而目前的保坍剂均普遍存在保坍性能差、产品缓释时间只能达到1～2h的问题，其在生产时也普遍存在反应温度高、原料价格昂贵、生产成本高、反应条件苛刻等缺点。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法，通过该方法可在5～25℃的常低温下制备出高适应性的超长缓释保坍剂，该高适应性的超长缓释保坍剂具有适应性好，原料易得，生产操作过程简单，缓释保坍时间长达3～4h等优点。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体380～410份，氧化剂3.0～4.0份，还原剂0.5～1.5份，链转移剂1.0～3.5份，去离子水500～540份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.0～2.5:2.5～3.0:1.0～2.0:0.2～0.5。
进一步地，不饱和聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
进一步地，不饱和羧酸为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
进一步地，不饱和羧酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯，甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯和烯丙基丙二酸二甲酯中的两种或两种以上。
进一步地，不饱和磷酸酯类单体为乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯和甲基丙烯酸-2-羟乙酯磷酸酯中的一种或两种。
进一步地，不饱和酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或两种。
进一步地，链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇和异丙醇中的一种或两种，链转移剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的0.5～1.5％。
进一步地，氧化剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或两种，氧化剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的1.0～1.5％。
进一步地，还原剂为维生素C、吊白块、七水合硫酸亚铁、氯化亚铁、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、次亚磷酸钠和亚硫酸氢钠中的两种或两种以上，还原剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的0.1～0.5％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将不饱和聚醚大单体、不饱和酰胺类单体和去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀，配制成质量分数为50～60％的底料；
(2)将还原剂、链转移剂和去离子水混合，配制成质量分数为1.0～2.5％的溶液A；
(3)将不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和去离子水混合，配制成质量分数为50～65％的溶液B；
(4)向反应釜底料中加入氧化剂和剩余去离子水，搅拌4～6min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～25℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间为2.5～3.0h，滴加5～10min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.0～2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1.0～1.5h，补水，搅拌均匀得到固含量约为40wt％的保坍剂。
采取上述方案产生的有益效果为：
(1)本发明所述的共聚物具有羧基、酯基、酰胺基团和磷酸基团的协同作用，通过采用综合“时间释放”技术来延长保坍时间，利用酯基、酰胺基团、磷酸基团在水泥碱性环境下水解速率的差异，在不影响凝结时间和强度的前提下，以达到超长保坍的作用。这种逐步水解的分子结构设计，通过控制各基团比例，所得产品的分散性和缓释保坍能力在长时间内匹配合理，使得混凝土具有耐高温、坍落度经时损失小、3～4h后依然能维持良好的流动性优势，适合远距离运输且易于泵送施工。
(2)由于分子结构中含有羧基和酰胺基这样的强吸湿基团，能起保水、增稠、粘合等作用，能改善混凝土粒子间相互作用，从而增加混凝土强度和韧性，使得混凝土和易性好、不离析、不泌水、强度高，大大降低施工难度。
(3)本发明的保坍剂在常低温下合成，采用水溶性氧化-还原引发体系，通过调整氧化-还原体系中氧化剂与还原剂用量，降低了引发剂分解成自由基的活化能，从而实现常低温条件下的自由基聚合反应，且可以根据不同季节调整具体合成配方，最终得到在不同季节均实现无热源聚合生产，大大节约了能耗，既环保又经济。
(4)本发明制备的高适应性的聚羧酸超缓释保坍剂，可以单独使用，也可以与普通高性能减水剂复配使用，其能明显改善混凝土的适应性和显著降低混凝土的坍落度损失，同时使混凝土强度高、耐久性好、不离析、不泌水。
(5)本发明的该制备方法设备简单，可操作性强，生产效率高，易于工业化生产和市场推广。
具体实施方式
实施例1
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体390份，氧化剂4.0份，还原剂0.66份，链转移剂1.75份，去离子水505份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.28:2.69:1.12:0.21；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.58％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.3％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.22％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、5.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和250g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.45g维生素C、0.2g亚硫酸氢钠、0.01g七水合硫酸亚铁、1.75g巯基丙酸和155g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将20.5g丙烯酸、18.5g丙烯酸羟乙酯、23.2g丙烯酸羟丙酯、22.5g烯丙基磷酸二甲酯和60g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.6g双氧水、2.4g过硫酸钾和40g去离子水，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)反应釜温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在3.0h；滴加5min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1.0h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-1)，固含量为40wt％。
实施例2
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体395份，氧化剂3.6份，还原剂0.65份，链转移剂1.85份，去离子水505份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.26:2.60:1.26:0.43；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.62％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.2％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.22％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、3.0g丙烯酰胺、1g甲基丙烯酰胺和250g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.45g维生素C、0.2g次亚磷酸钠、0.6g巯基乙酸、1.25g巯基丙酸和155g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将24.5g甲基丙烯酸、16.5g丙烯酸羟丙酯、28.5g马来酸二甲酯、21.5g乙烯基膦酸二甲酯和55g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.4g双氧水、2.2g过硫酸铵和45g去离子水，并搅拌4min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在2.5h；滴加6min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.0h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.5h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-2)，固含量为40wt％。
实施例3
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体394份，氧化剂3.6份，还原剂1.25份，链转移剂1.75份，去离子水525份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.39:2.53:1.04:0.28；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.58％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.2％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.42％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将200g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、100g分子量为2400异丁烯醇聚氧乙烯醚、1.5g丙烯酰胺、3g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和250g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将1.24g吊白块、0.01g七水合硫酸亚铁、1.75g巯基丙酸和165g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将21.5g丙烯酸、18.5g甲基丙烯酸羟乙酯、30g烯丙基丙二酸二甲酯、1.95g烯丙基磷酸二甲酯和65g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.2g双氧水、2.4g过硫酸钠和45g去离子水，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在3.0h；滴加8min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.0h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-3)，固含量为40wt％。
实施例4
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体403份，氧化剂3.6份，还原剂1.45份，链转移剂1.76份，去离子水515份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.28:2.55:1.05:0.24；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.59％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.2％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.48％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异丁烯醇聚氧乙烯醚、2.5gN，N-二甲基丙烯酰胺、1.0g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和255g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将1.2g吊白块、0.25g亚硫酸钠、1.76g巯基丙酸和165g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将20.5g丙烯酸、18.2g丙烯酸羟丙酯、30.8g马来酸二乙酯、30g甲基丙烯酸-2-羟乙酯磷酸酯和50g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.6g双氧水、2.0g过硫酸铵和45g去离子水，并搅拌6min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在2.5h；滴加8min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.0h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.5h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-4)，固含量为40wt％。
实施例5
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体394份，氧化剂4.0份，还原剂0.63份，链转移剂2.0份，去离子水520份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.16:2.89:1.36:0.26；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.67％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.33％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.21％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将100g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、200g分子量为2400的异丁烯醇聚氧乙烯醚、2g甲基丙烯酰胺、1.8g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和255g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.32g维生素C、0.3g亚硫酸钠、0.01g七水合硫酸亚铁、0.8g巯基丙酸、1.2g巯基乙醇和155g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将19.6g丙烯酸、16.5g丙烯酸羟乙酯、28.5g甲基丙烯酸羟丙酯、25.6g烯丙基磷酸二甲酯和70g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入2.2g双氧水、1.8g过硫酸铵和40g去离子水，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在3h；滴加10min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-5)，固含量为40wt％。
实施例6
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体402份，氧化剂3.8份，还原剂1.26份，链转移剂1.81份，去离子水515份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.37:2.61:1.01:0.39；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.60％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.3％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.42％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、3.5g丙烯酰胺和245g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将1.25g吊白块、0.01g七水合硫酸亚铁、1.81g巯基丙酸和165g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将25.5g甲基丙烯酸、25.6g甲基丙烯酸羟丙酯、18.6g丙烯酸羟丁酯、28.8g甲基丙烯酸-2-羟乙酯磷酸酯和55g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.6g双氧水、2.2g过硫酸铵和50g去离子水，并搅拌6min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在3h；滴加6min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-6)，固含量为40wt％。
实施例7
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体395份，氧化剂3.6份，还原剂0.64份，链转移剂3.2份，去离子水510份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.27:2.56:1.33:0.34；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.1％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.2％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.21％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异丁烯醇聚氧乙烯醚、2.5gN,N-二甲基丙烯酰胺、1.2g丙烯酰胺和255g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.38g维生素C、0.25g亚硫酸氢钠、0.01g氯化亚铁、3.2g异丙醇和160g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将10g丙烯酸、12.5g甲基丙烯酸、18.6g丙烯酸羟乙酯、27.6g马来酸二乙酯、22.6g烯丙基磷酸二甲酯和55g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入3.6g双氧水和40g去离子水，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在2.5h；滴加8min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.5h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-7)，固含量为40wt％。
实施例8
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体387份，氧化剂4.0份，还原剂0.85份，链转移剂1.78份，去离子水510份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.10:2.65:1.15:0.30；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.59％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.33％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.28％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将100g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、200g分子量为2400异丁烯醇聚氧乙烯醚、3.0gN-羟甲基丙烯酰胺、1.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和240g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.5g维生素C、0.15g吊白块、0.2g次亚磷酸钠、1.78g巯基丙酸和160g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将19.2g丙烯酸、16.5g丙烯酸羟乙酯、27.2g丙烯酸羟丁酯、19.6g乙烯基膦酸二甲酯和70g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.4g双氧水、2.6g过硫酸钠和50g去离子，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在3h；滴加8min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-8)，固含量为40wt％。
实施例9
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体401份，氧化剂3.7份，还原剂0.58份，链转移剂3.0份，去离子水510份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.22:2.81:1.08:0.31；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.2％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.19％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将300g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、2.5gN-异丙基丙烯酰胺、1.2g丙烯酰胺和250g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.33g维生素C、0.25g硫代硫酸钠、0.48g巯基丙酸、2.52g异丙醇和160g去离子水混合，配制成混合溶液A；
(3)将20g丙烯酸、10.5g丙烯酸羟乙酯、15.5g丙烯酸羟丙酯、20.5g丙烯酸羟丁酯、30.8g甲基丙烯酸-2-羟乙酯磷酸酯和55g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入1.45g双氧水、2.25g过硫酸钾和45g去离子水，并搅拌6min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在2.5h；滴加10min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.5h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-9)，固含量为40wt％。
实施例10
一种高适应性的超长缓释保坍剂，包括以下重量份数的原料：共聚单体397份，氧化剂3.9份，还原剂0.56份，链转移剂1.88份，去离子水520份；共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.18:2.53:1.18:0.21；链转移剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.63％，氧化剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的1.3％，还原剂的用量优选为不饱和聚醚大单体质量的0.28％。
上述高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，包括如下步骤：
(1)将200g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚、100g分子量为2400的异丁烯醇聚氧乙烯醚、2gN-羟甲基丙烯酰胺、1.2g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和240g去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀；
(2)将0.35g维生素C、0.2g亚硫酸氢钠、0.01g七水合硫酸亚铁和1.88g巯基乙酸和170g去离子混合，配制成混合溶液A；
(3)将23.5g甲基丙烯酸、19.6g甲基丙烯酸羟乙酯、28.5g马来酸二乙酯、22.2g烯丙基磷酸二甲酯和60g去离子水混合，配制成混合溶液B；
(4)向反应釜中加入2.45g双氧水、1.45g过硫酸钠和50g去离子水，并搅拌5min，得到混合底料溶液；
(5)釜内温度在5～15℃下，先将溶液A滴加到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间在2.5h；滴加7min后再开始滴加溶液B到步骤(4)制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2h，两种溶液滴加完毕后，继续搅1.5h，最后用质量分数为30％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0～7.0，补水，搅拌均匀制得高适应性的超长缓释保坍剂，产品(编号为BT-PCE-10)，固含量为40wt％。
试验例
本发明是一种高适应性的超长缓释保坍剂，可单独作为减水剂使用，也可以与普通高性能减水剂复配使用。本发明单独作为减水剂使用时，减水率略低于普通聚羧酸减水剂，使用方法与常规的聚羧酸减水剂的相同，即将其加入到混凝土中，其掺量为胶凝材料的0.15％～0.50％(折固质量百分比掺量)。本发明与普通减水剂复配使用时，可将其与普通高性能减水剂按一定质量比例复配，复配后的减水剂与常规的聚羧酸减水剂的使用方法相同，即将复配后的减水剂加入到混凝土中，其掺量为胶凝材料的0.10％～0.25％(折固质量百分比掺量)。下面对本发明制得的保坍剂进行如下实验：
(1)水泥砂浆流动度测试
①砂浆的初始流动性和经时流动性参照GB50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》进行测试，砂浆的配合比见表1，固定水胶比为0.47，测试水泥砂浆初始、1h、2h、3h及4h的分散性能和分散性保持性能。
表1砂浆配合比
Figure BDA0001692014480000151
②将四川同舟化工科技有限公司生产的聚羧酸系列TZ-GC普通高性能减水剂母液、市售聚羧酸保坍剂BT-PCE-A和实施例1～10中合成的保坍剂(含固量均为40％)单独或者复配后加入砂浆，测定其初始、1h、2h、3h及4h的流动度性能，具体结果见表2和表3。
表2单独使用时砂浆流动度变化
Figure BDA0001692014480000152
Figure BDA0001692014480000161
表3复配使用时砂浆流动度变化
Figure BDA0001692014480000162
Figure BDA0001692014480000171
由表2和表3可见，采用实施例1～10中合成的高适应性的超长缓释保坍剂分散保持性能优异，单独使用与普通外加剂复配使用时，减水率略低于普通聚羧酸减水剂，但分散保持性能远远优于普通外加剂，也优于同类市售产品。
注：表2中普通高性能减水剂减水率高，所以实验时掺入量相对实施例的量相对减少，其目的是与实施例进行初始分散性和1～4h后分散保持性能的对比。
(2)混凝土应用性能及力学性能测试
①混凝土应用性能试验参照GB/T50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行，混凝土配合比见表4。
②分别对四川同舟化工科技有限公司生产的聚羧酸系列TZ-GC普通高性能减水剂母液、TZ-GC普通高性能减水剂母液与市售聚羧酸保坍剂BT-PCE-A(含固量均为40％)按质量比7:3复配产品和TZ-GC普通高性能减水剂母液与实施例1～10中合成的高适应性的超长缓释保坍剂按质量比7:3复配产品进行实验，减水剂掺量均为0.16％(折固质量百分比掺量)，分别记录测试混凝土拌合物的初始0h、1h、2h和3h时的坍落度和扩展度，单位为mm，同时记录混凝土的状态。混凝土力学性能根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》测试，测试试件尺寸为150mm×150mm×150mm立方体混凝土的3d、7d、28d抗压强度，试验结果见表5。
表4混凝土实验配合比(kg/m3)
Figure BDA0001692014480000172
Figure BDA0001692014480000181
表5混凝土工作性能测试
Figure BDA0001692014480000182
从表5混凝土测试结果看来，本发明实施例1～10中合成的高适应性的超长缓释保坍剂与普通高性能减水剂复配使用，混凝土和易性好、不离析、不泌水、其具有相对较长的缓释时间、3～4h后依然能保持较高的坍落度，维持良好的流动性，适合远距离运输且易于泵送施工。

Claims (8)

1.一种高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：共聚单体380~410份，氧化剂3.0~4.0份，还原剂0.5~1.5份，链转移剂1.0~3.5份，去离子水500~540份；所述共聚单体包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和不饱和酰胺类单体，它们的物质的量之比为：1.0:2.0~2.5:2.5~3.0:1.0~2.0:0.2~0.5；所述不饱和磷酸酯类单体为乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯中的一种或两种，所述还原剂为七水合硫酸亚铁。
2.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述不饱和聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述不饱和羧酸单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述不饱和羧酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯，甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯和烯丙基丙二酸二甲酯中的两种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述不饱和酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述的链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇和异丙醇中的一种或两种，链转移剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的0.5~1.5%。
7.根据权利要求1所述的高适应性的超长缓释保坍剂，其特征在于，所述的氧化剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或两种，氧化剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的1.0~1.5%。
8.如权利要求1~7任一项所述的高适应性的超长缓释保坍剂的常低温制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将不饱和聚醚大单体、不饱和酰胺类单体和去离子水加入到反应釜中，搅拌溶解均匀，配制成质量分数为50~60%的底料；
（2）将还原剂、链转移剂和去离子水混合，配制成质量分数为1.0~2.5%的溶液A；
（3）将不饱和羧酸单体、不饱和羧酸酯类单体、不饱和磷酸酯类单体和去离子水混合，配制成质量分数为50~65%的溶液B；
（4）向反应釜底料中加入氧化剂和剩余去离子水，搅拌4~6min，得到混合底料溶液；
（5）釜内温度在5~25℃下，先将溶液A滴加到步骤（4）制得的混合底料溶液中，控制溶液A的滴加时间为2.5~3.0h，滴加5~10min后再开始滴加溶液B到步骤（4）制得的混合底料溶液中，控制溶液B的滴加时间为2.0~2.5h，两种溶液滴加完毕后，继续搅拌1.0~1.5h，最后用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节溶液pH值至5.0~7.0，补水，搅拌均匀得到固含量为40wt%的保坍剂。
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