CN109437658B - 一种混凝土保水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土保水剂，包括：羧乙基纤维素醚40‑50重量份，纤维素羟烷基醚5‑15重量份，水溶性胶乳粉10‑15重量份，改性高性能吸水树脂25‑35重量份；所述改性高性能吸水树脂为硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂；还公开了其制备方法。采用硅烷偶联剂对高吸水树脂进行表面改性，增加了树脂中的羟基数量，大大提高了保水剂的吸水效率，能更好地保证施工效率以及混凝土的质量。

Description

一种混凝土保水剂及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种混凝土保水剂及其制备方法。
背景技术
混凝土的硬化需要一个时间较长的过程，在此过程中需要有足够的水与之反应，才能保证混凝土的性能，一般要求对混凝土洒水养护7天以上。但在实际工程中，很难做到洒水养护如此长的时间，由于混凝土一般是裸露在自然环境下，水分蒸发较快，若不对新做好的混凝土进行保水处理，势必会影响混凝土的性能。
目前，行业内通常采用高吸水性材料作为保水剂，高吸水性材料也被称为超强吸水剂，它含有强亲水性基团(-OH、-COOH、-CONH2、-SO3H等)，并有一定的交联度，与水接触发生膨胀，且吸水后形成既不溶于水也不溶于有机溶剂的凝胶，是一种新型的功能材料，此类物质具有独特的三维空间网络结构，通过水合作用能吸收自身重量几百倍或数千倍的水而溶胀呈凝胶状，在外力或加压的情况下水分也不会流失，所以具有很好的保水能力。高吸水材料树脂因其具有特有的吸水性质和保水能力，因而得到日益广泛的应用，国内外研究高吸水性材料的方法和工艺虽然很多，但在应用上还存在一定的缺陷。比如传统的吸水材料，在吸水过程中耗时较长，而在效率优先的施工现场，在混凝土的搅拌工序中，保水剂往往存在吸水不够的问题，影响混凝土的强度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土保水剂，采用硅烷偶联剂对聚丙烯酰胺进行表面改性，增加-OH的数量，提高聚丙烯酰胺树脂的吸水速率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种混凝土保水剂，包括：羧乙基纤维素醚40-50重量份，纤维素羟烷基醚5-15重量份，水溶性胶乳粉10-15重量份，改性高性能吸水树脂25-35重量份；所述改性高性能吸水树脂为硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂。
本发明还提供一种制备所述混凝土保水剂的方法，包括步骤：
S1、将10-20重量份的聚丙烯酰胺缓慢分散到100-200重量份的去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
S2、将硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，在40-95℃充分搅拌，所述硅烷偶联剂的用量为5～15×10-3摩尔/克聚丙烯酰胺；
S3、将步骤S2所得混合溶液经超声波充分分散，时间2-8min；
S4、分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂；
S5、将经改性的聚丙烯酰胺树脂与羧乙基纤维素醚、纤维素羟烷基醚、水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
优选的，所述步骤S2中，搅拌温度为60-90℃。
优选的，所述步骤S3中，超声分散时间3-5min。
本发明的有益效果：
(1)采用硅烷偶联剂对高吸水树脂进行表面改性，增加了树脂中的羟基数量，以此提高保水剂的吸水效率，保证施工效率以及混凝土的质量；
(2)本发明的改性聚丙烯酰胺高吸水树脂合成工艺简单，其中超声波处理工艺不仅提高了改性处理的速度，同时能得到更多的表面羟基基团，提高吸水倍数和吸水速度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的混凝土保水剂，包括：羧乙基纤维素醚40-50重量份，纤维素羟烷基醚5-15重量份，水溶性胶乳粉10-15重量份，改性高性能吸水树脂25-35重量份；所述改性高性能吸水树脂为硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂。
本发明采用硅烷偶联剂对聚丙烯酰胺进行表面改性，增加-OH的数量，提高聚丙烯酰胺树脂的吸水速率，保证施工效率以及混凝土的质量。
所述混凝土保水剂的制备方法，包括步骤：
S1、将10-20重量份的聚丙烯酰胺缓慢分散到100-200重量份的去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
S2、将硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，设定温度40-95℃搅拌，优选60-90℃，所述硅烷偶联剂的用量为5～15×10-3摩尔/克聚丙烯酰胺；
S3、将步骤S2所得混合溶液经超声波充分分散，时间2-8min，优选3-5min；
S4、分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂；
S5、将上述经改性的改性聚丙烯酰胺树脂与羧乙基纤维素醚、纤维素羟烷基醚、水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
本发明中，聚丙烯酰胺是一种重要的高吸水树脂，合成工艺简单，吸水倍数较高，但吸水速度较慢，使其在应用方面受到限制。本发明通过采用表面处理剂对其进行处理，能够得到吸水率大大提高的保水剂，且制备工艺简单，生产效率高。
以下通过详细实施例对本发明进行说明。
实施例1
(1)称取100g的聚丙烯酰胺缓慢分散于1kg去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
(2)将0.5摩尔硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，溶液温度设定80℃；
(3)将上述混合溶液经过超声波充分分散，时间3min；
(4)分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺；
(5)将经步骤(4)改性的聚丙烯酰胺树脂100g与200g羧乙基纤维素醚、20g纤维素羟烷基醚、80g水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
保水剂的吸水速度以吸收自身重量的100倍水分所需要的时间来判定，该方案制备得到的保水剂4min即可吸收100倍水分。
实施例2
(1)称取150g的聚丙烯酰胺缓慢分散于2kg去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
(2)将1.5摩尔硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，溶液温度设定90℃；
(3)将上述混合溶液经过超声波充分分散，时间5min；
(4)分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺；
(5)将经步骤(4)改性的聚丙烯酰胺树脂300g与400g羧乙基纤维素醚、100g纤维素羟烷基醚、150g水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
保水剂的吸水速度以吸收自身重量的100倍水分所需要的时间来判定，该方案制备得到的保水剂3min即可吸收100倍水分。
实施例3
与实施例1相比，所述步骤(2)的溶液温度为40℃。
保水剂的吸水速度以吸收自身重量的100倍水分所需要的时间来判定，该方案制备得到的保水剂4.5min即可吸收100倍水分。
对比例1
称取未经改性的聚丙烯酰胺树脂100g与200g羧乙基纤维素醚、20g纤维素羟烷基醚、80g水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
保水剂的吸水速度以吸收自身重量的100倍水分所需要的时间来判定，该方案制备得到的保水剂10min才可吸收100倍水分。

Claims (4)

1.一种混凝土保水剂，其特征在于，所述混凝土保水剂由羧乙基纤维素醚40-50重量份，纤维素羟烷基醚5-15重量份，水溶性胶乳粉10-15重量份，改性高性能吸水树脂25-35重量份制备而得；所述改性高性能吸水树脂为硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂；所述硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂的制备方法包括如下步骤：
S1、将10-20重量份的聚丙烯酰胺缓慢分散到100-200重量份的去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
S2、将硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，在40-95℃充分搅拌，所述硅烷偶联剂的用量为5~15×10-3摩尔/克聚丙烯酰胺；
S3、将步骤S2所得混合溶液经超声波充分分散，时间2-8min；
S4、分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂。
2.一种制备权利要求1所述的混凝土保水剂的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将10-20重量份的聚丙烯酰胺缓慢分散到100-200重量份的去离子水中，搅拌均匀，形成聚丙烯酰胺悬浮液；
S2、将硅烷偶联剂加入到聚丙烯酰胺悬浮液中，在40-95℃充分搅拌，所述硅烷偶联剂的用量为5~15×10-3摩尔/克聚丙烯酰胺；
S3、将步骤S2所得混合溶液经超声波充分分散，时间2-8min；
S4、分散后的产物进行过滤、干燥，得到硅烷偶联剂改性的聚丙烯酰胺树脂；
S5、将经改性的聚丙烯酰胺树脂与羧乙基纤维素醚、纤维素羟烷基醚、水溶性胶乳粉充分混合，得到保水剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，搅拌温度为60-90℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，超声分散时间3-5min。
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