CN108948288A - 一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法 - Google Patents
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法：将聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体和水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；控制温度在55‑60℃，开始加入初始引发剂、渗透剂、链转移剂；待5min后，同时滴加溶液A和溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，溶液A和溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液C由羧基功能单体和水组成，溶液A由抗坏血酸、交联剂和水组成，溶液B由双氧水和水组成；滴加结束后，升温至70‑75℃，保持温度恒定，熟化b小时，待反应溶液温度低于30℃时，加入中和剂，补水到1000份，即得本发明产品。本发明方法能够获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法。
背景技术
随着高性能混凝土技术的迅速发展，工程应用对于减水剂性能的要求也不断提高。在实际应用中，由于水泥的变化以及砂石材料的不合理等因素，聚羧酸减水剂容易出现了坍落度保持能力差、混凝土离析泌水等问题，对施工以及混凝土后期性能有很大的负面影响。目前应对这个情况的方法是采用复配保坍剂和缓凝剂等其他化学试剂的方式来提高工作性能，但是存在保坍剂成本较高、缓凝剂容易使凝结时间过分延长等问题。因此，兼具高分散性和高保坍性的聚羧酸减水剂为市场所急需。交联型聚羧酸减水剂便应运而生，其梳型结构进行部分交联，提高混凝土的黏度，并且在碱性环境下交联物会产生水解，释放出具有分散效果的减水分子，时混凝土的拥有良好的坍落度保持能力。
专利CN106046269A公开了一种交联型低敏感酯醚共聚型聚羧酸减水剂制备方法，该发明以羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、不饱和酸，不饱和磷酸单酯与不饱和磷酸二酯共聚而成的聚羧酸减水剂，在各种基团的协同作用下，具备高的减水率，高保坍，高和易性，抗泥性及低掺量敏感性。
专利CN103588413A公开了一种聚醚交联型混凝土减水剂制备方法与应用，具体步骤如下：在反应器中加入引发剂水溶液及甲基烯丙醇聚氧乙烯醚；将反应器加热至50-100℃，同时分别滴加单体混合溶液和还原剂-链转移剂混合溶液，单体混合溶液的滴加总时间为2-5h，单体混合溶液先于还原剂-链转移剂混合溶液0.5-1.5h滴完，还原剂-链转移剂混合溶液全部滴加完毕后恒温反应1-5h；恒温反应完毕，待反应器中产物冷却至室温后，用碱溶液调节其pH值为6-8，即得聚醚交联型混凝土减水剂。
专利CN102643042A公开了一种高性能混凝土抗裂高效减水剂，具体步骤如下：在密闭性好的反应釜内，不断搅拌下，依次投入甲基烯丙醇聚氧乙烯醚，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯磺酸钠，去离子水，升温至4-50℃，搅拌10min，继续升温至60-62℃，加双氧水，然后缓慢滴加丙烯酸溶液和链转移剂，3-3.5h内滴完，保温1-1.5h，反应结束后降温至50℃，补水，加液碱中和至pH值到6.5-7，得到固含量为40％的交联型聚羧酸减水剂。
区别于以上专利，本发明采用双引发三滴加的方法制备合成交联型聚羧酸减水剂。初始选用半衰期温度较低的引发剂带动引发，之后采用滴加双氧水溶液的方式确保平稳可控的引发效果；引入多种功能基团，获得较好的抗泥保坍性能；后期增温熟化，除掉残留的引发剂，消除引发剂对后期减水剂性能的影响；配合交联剂的使用，最终获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法。
交联型聚羧酸减水剂是为了应对实际应用中由于水泥的变化以及砂石材料的不合理等因素的存在，而导致的聚羧酸减水剂容易出现坍落度保持能力差、混凝土离析泌水等问题而开发的一种新型聚羧酸减水剂，其具有良好的分散性和保坍性。本发明采用双引发三滴加的方法制备合成交联型聚羧酸减水剂。初期选用半衰期温度较低的引发剂带动初始引发，之后采用滴加双氧水溶液的方式确保平稳可控的引发效果；引入新型易水解的羧基功能单体，代替不饱和羧酸提供羧基短链，其分子链相对于普通不饱和羧酸要长，其羧基吸附于水泥颗粒表面的锚固点时，减水剂分子的主链也会距水泥颗粒较远，使主链及其他长侧链在相当长的时间内不会被水泥颗粒表面生长的水化产物包覆。
在水化反应中，引入的羧基功能单体在被水化产物包覆一部分后，容易水解断裂，与主链相连的一部分产生新的羧基，继续锚固于新表面，被包覆的一部分形成小分子醇类物资，能抑制水化反应的进行，阻碍水化产物的继续生长；由于新型羧基功能单体的反应活性小于普通的不饱和羧酸的，所以采用多重引发体系，并配合较高的反应温度，保证聚合反应的正常进行；同时，为了促使新型羧基功能单体与其他具有延迟水解功能的单体交联，在配合使用交联剂的基础上，提供较高的合成温度，提高各物料的反应活性；引入新型羟基功能单体，以其特殊的链段结构，在初期获得较好抗吸附能力；引入新型磷酸酯功能单体，不仅可以先一步占据水泥颗粒表面锚固点，阻碍其他有较好空间位阻作用的侧链被吸附而最终被水化产物包覆，而且也有良好的抗泥保坍效果。同时，针对引入的功能单体粘度大因素的影响，引入渗透剂，其具有亲水亲油基团，在溶体的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降，获得优异的乳化、分散能力，使各组分原料能充分混合反应，大大提高反应效率及单体转化率；后期增温熟化，除掉残留的引发剂，消除引发剂对后期减水剂性能的影响。通过这一系列的针对性的优化设计，最终获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。
本发明的技术方案如下：
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将335-355份聚醚大单体、3-6份羟基功能单体、2-7份磷酸酯功能单体和150-200份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在55-60℃，温度稳定后，一次性加入0.08-0.18份渗透剂、1.5-4.2份链转移剂、1.5-4份初始引发剂；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，a取值为2.5-4，溶液A与溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸、0.2-1份交联剂和80-90份水组成，溶液B由2-5份双氧水和40-50份水组成，溶液C由25-32份羧基功能单体和80-90份水组成；
4)滴加结束后，升温至70-75℃，保持温度恒定，熟化b小时，b取值为3-5，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7-12份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种组成；优选为异戊烯醇聚氧乙烯醚。
所述羟基功能单体由聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或者几种组成；优选质量比为1:2的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物。
所述磷酸酯功能单体由甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种组成；优选为甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯。
所述渗透剂为阴离子型渗透剂，具体由硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠、仲烷基硫酸酯钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、氨基磺酸钠中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的硫酸化蓖麻油和烷基磺酸钠的组合物。
所述链转移剂由巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、次亚磷酸钠中的一种或几种组成；优选弱链转移剂，优选质量比为1:2的丙烯基磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的组合物。
所述初始引发剂为半衰期温度的较低的引发剂，具体为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸氢钠、过硫酸钠中的一种或几种组成；优选质量比2:1的为过硫酸铵和过硫酸钾的组合物。
所述交联剂由碳化二亚胺交联剂，具体为二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二胺、1-乙基-3-(3-二甲基铵丙基)碳铵、N,N'-二异丙基碳二亚胺中的一种或几种组成；优选为二环己基碳二亚胺。
所述羧基功能单体由甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯(MOES)、甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯(MOEM)中的一种或两种组成；优选质量比为1:1的甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯的组合物。
所述中和剂由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的甲醇钠和二乙醇胺的组合物。
所述双氧水为质量百分比为27.5％工业级双氧水。
所述溶液C滴加时间a优选为3.5h。
所述熟化时间b优选为4h。
本发明的有益效果是：
1、引入新型易水解的羧基功能单体，代替不饱和羧酸提供羧基短链，其分子链相对于普通不饱和羧酸要长，其羧基吸附于水泥颗粒表面的锚固点时，减水剂分子的主链也会距水泥颗粒较远，使主链及其他长侧链在相当长的时间内不会被水泥颗粒表面生长的水化产物包覆；同时，引入的新型羧基功能单体在被水化产物包覆一部分后，容易水解断裂，与主链相连的一部分产生新的羧基，继续锚固于新表面，被包覆的一部分形成小分子醇类物资，能抑制水化反应的进行，阻碍水化产物的继续生长。
2、引入新型羟基功能单体，以其特殊的链段结构，在初期获得较好抗吸附能力；引入新型磷酸酯功能单体，不仅可以先一步占据水泥颗粒表面锚固点，阻碍其他有较好空间位阻作用的侧链被吸附而最终被水化产物包覆，而且也有良好的抗泥保坍效果。
3、采用双引发三滴加的方法制备合成交联型聚羧酸减水剂，初期选用半衰期温度较低的引发剂带动初始引发，之后采用滴加双氧水溶液的方式确保平稳可控的引发效果；为了促使梳型结构交联，在配合使用交联剂的基础上，提供较高的合成温度，提高各物料的反应活性，结构通过合理的工艺设计和原料选择，最终获得兼具高分散性与高保坍性的交联型聚羧酸减水剂。
4、因引入的单体粘度大，引入渗透剂，其具有亲水亲油基团，在溶体的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降，获得优异的乳化、分散能力，使各组分原料能充分混合反应，大大提高反应效率及单体转化率。
5、采用后增温法，两段式温度，后期进行长时间保温熟化，将复合引发体系中残留的引发剂在增温熟化过程中消除掉，杜绝残留引发剂对减水剂后期性能的不稳定性影响，还能促进反应完全进行，让减水剂分子量回归合理的区间，获得理想的分子量及分子构型。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解的是，此处描述的实施实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将335份异戊烯醇聚氧乙烯醚、6份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、7份质量比为1:2的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物、200份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在55℃，温度稳定后，一次性加入0.18份硫酸化蓖麻油、1.5份质量比为1:2的丙烯基磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的组合物、4份质量比2:1的为过硫酸铵和过硫酸钾的组合物；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为2.5小时，溶液A与溶液B滴加时间为3小时；溶液A由0.5份抗坏血酸、1份二环己基碳二亚胺和90份水组成，溶液B由5份双氧水和50份水组成，溶液C由32份质量比为1:1的甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯的组合物、90份水组成；
4)滴加结束后，升温至75℃，保持温度恒定，熟化3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入12份质量比为1:1的甲醇钠和二乙醇胺的组合物，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
实施例2
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将340份烯丙基聚氧乙烯醚、4份聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、6份乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯和190份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在56℃，温度稳定后，一次性加入0.15份质量比为1:1的硫酸化蓖麻油和烷基磺酸钠的组合物、2份质量比为1:1的丙烯基磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的组合物、3.9份过硫酸铵；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为3小时，溶液A与溶液B滴加时间为3.5小时；溶液A由0.7份抗坏血酸、0.9份1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二胺和88份水组成，溶液B由4.5份双氧水和42份水组成，溶液C由30份质量比为2:1的甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯的组合物和89份水组成；
4)滴加结束后，升温至74℃，保持温度恒定，熟化3.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入11份三异丙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
实施例3
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将345份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、5份质量比1:1的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的组合物、5份质量比1:1的甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的组合物、180份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在57℃，温度稳定后，一次性加入1.2份烷基磺酸钠、1.8份质量比为1:1的甲基丙烯磺酸钠和苯乙烯磺酸钠的组合物、1.5份过硫酸钾；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为3.5小时，溶液A与溶液B滴加时间为4小时；溶液A由0.9份抗坏血酸、0.7份1-乙基-3-(3-二甲基铵丙基)碳铵和80份水组成，溶液B由4份双氧水和40份水组成，溶液C由29份质量比为1:2的甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯的组合物和80份水组成；
4)滴加结束后，升温至73℃，保持温度恒定，熟化4小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入10份甲醇钠，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
实施例4
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将350份乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚、3.5份质量比2:1的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物、3份质量比2:1的甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的组合物和170份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在58℃，温度稳定后，一次性加入0.13份烷基苯磺酸钠、3.5份次亚磷酸钠、2.5份过硫酸氢钠；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为3.2小时，溶液A与溶液B滴加时间为3.7小时；溶液A由1份抗坏血酸、0.5份N,N'-二异丙基碳二亚胺和90份水组成，溶液B由3.5份双氧水和50份水组成，溶液C由26份甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和90份水组成；
4)滴加结束后，升温至72℃，保持温度恒定，熟化4.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入9份乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
实施例5
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将352份质量比1:1的甲基烯丙基聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚的组合物、4.5份质量比1:2的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物、2.5份质量比3:1的甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的组合物和160份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在59℃，温度稳定后，一次性加入0.1份烷基硫酸酯钠、4份甲基丙烯磺酸钠、1.6份过硫酸铵；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为3.7小时，溶液A与溶液B滴加时间为4.2小时；溶液A由1.1份抗坏血酸、0.4份质量比1:1的二环己基碳二亚胺和1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二胺的组合物、85份水组成，溶液B由2.5份双氧水和45份水组成，溶液C由26份甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯和85份水组成；
4)滴加结束后，升温至71℃，保持温度恒定，熟化4.7小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入8份三乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
实施例6
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将355份质量比1:1的异戊烯醇聚氧乙烯醚和乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚的组合物、3份质量比2:3的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物、2份质量比4:1的甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的组合物和150份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在60℃，温度稳定后，一次性加入0.08份氨基磺酸钠、4.2份苯乙烯磺酸钠、1.8份过硫酸钠；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为4小时，溶液A与溶液B滴加时间为4.5小时；溶液A由1.3份抗坏血酸、0.2份质量比1:1的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二胺和1-乙基-3-(3-二甲基铵丙基)碳铵的组合物、80份水组成，溶液B由2份双氧水和40份水组成，溶液C由25份质量比为2:3的甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯的组合物、80份水组成；
4)滴加结束后，升温至70℃，保持温度恒定，熟化5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7份氢氧化钠，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
分别测试上述实施例1，2，3，4，5，6的一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂与普通聚羧酸减水剂在同等浓度下的水泥净浆初始流动性和1h流动性，以及在混凝土中初始坍落度/扩展度和经时坍落度/扩展度。实验所用水泥为华新42.5普硅水泥，参考GB/8076-2008《混凝土外加剂》测试标准。
表1不同减水剂对水泥净浆流动影响(华新42.5普硅水泥)
| 减水剂种类 | 初始流动性mm | 1h流动性mm |
| 普通减水剂 | 230 | 210 |
| 实施例1 | 240 | 230 |
| 实施例2 | 250 | 235 |
| 实施例3 | 245 | 230 |
| 实施例4 | 245 | 225 |
| 实施例5 | 250 | 240 |
| 实施例6 | 240 | 220 |
表2不同减水剂对砂石品质较差的混凝土流动性的影响(华新42.5普硅水泥)
根据上述水泥净浆初始流动性、1h流动性和混凝土初始流动性及经时流动性比较，采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂实施例1、2、3、4、5、6与普通减水剂在实验时，初始流动性、1h流动性比普通减水剂有轻微的优势。在砂石品质较差的混凝土流动性的实验数据中，普通减水剂与实施例1、2、3、4、5、6的初始坍落度/扩展度基本相同，但加入普通减水剂的混凝土在一定时间后出现了严重的离析泌水现象，并且经时坍落度/扩展度有非常大的损失，而实施例1、2、3、4、5、6的混凝土依旧保持良好的坍落度和扩展度，且泌水率非常低。综上所述，该采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂能在砂石品质较差的情况下，表现出非常好的和易性，使混凝土均匀分散，不易离析泌水。
Claims (10)
1.一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，其特征在于：所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：
1)将335-355份聚醚大单体、3-6份羟基功能单体、2-7份磷酸酯功能单体和150-200份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)测定釜内温度，控制温度在55-60℃，温度稳定后，一次性加入0.08-0.18份渗透剂、1.5-4.2份链转移剂、1.5-4份初始引发剂；
3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，a取值为2.5-4，溶液A与溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸、0.2-1份交联剂和80-90份水组成，溶液B由2-5份双氧水和40-50份水组成，溶液C由25-32份羧基功能单体和80-90份水组成；
4)滴加结束后，升温至70-75℃，保持温度恒定，熟化b小时，b取值为3-5，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7-12份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种组成。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述羟基功能单体具体由聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或者几种组成。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述磷酸酯功能单体由甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种组成。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述渗透剂为阴离子型渗透剂，具体由硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠、仲烷基硫酸酯钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、氨基磺酸钠中的一种或几种组成。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述链转移剂由巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、次亚磷酸钠中的一种或几种组成。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述初始引发剂为半衰期温度的较低的低温引发剂，具体由过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸氢钠、过硫酸钠中的一种或几种组成。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述交联剂为碳化二亚胺交联剂，具体由二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二胺、1-乙基-3-(3-二甲基铵丙基)碳铵、N,N'-二异丙基碳二亚胺中的一种或几种组成。
9.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述羧基功能单体由甲基丙烯酰氧乙基丁二酸单酯、甲基丙烯酰氧乙基顺丁烯二酸单酯中的一种或两种组成。
10.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述中和剂由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种组成。
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