CN109734353A

CN109734353A - 一种高保坍聚羧酸减水剂

Info

Publication number: CN109734353A
Application number: CN201910080956.XA
Authority: CN
Inventors: 戚帅; 吕昌裕; 陈莉; 王光敏; 武尚文
Original assignee: Sinohydro Bureau 11 Co Ltd; Sinohydro Bureau 11 Zhengzhou Co Ltd
Current assignee: Sinohydro Bureau 11 Co Ltd; Sinohydro Bureau 11 Zhengzhou Co Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2019-05-10

Abstract

本发明提供了一种高保坍聚羧酸减水剂，由以下质量百分数的物质组成：聚羧酸保坍母液10‑25%，聚羧酸减水母液28‑35%，缓凝组分4%，余量为水。通过加入憎水型缓释基团酯基，在水泥水化初期，不被水泥颗粒吸附，后期在碱性溶液中缓慢释放成具有减水作用的减水剂分子，起到减水分散作用。释放速度可以根据环境、碱度、施工要求调整，通过改变缓释基团的数量和及酸酯摩尔质量比，调整释放速率。本发明提供的这种高保坍聚羧酸减水剂，将聚羧酸保坍母液与聚羧酸减水母液复配，具有低掺量、高减水、高保坍，并且保坍时间根据工程混凝土运输距离及时间长短需要，灵活调节，混凝土保坍时间可从1小时‑4小时保持延长，与水泥适应性较好。

Description

一种高保坍聚羧酸减水剂

技术领域

本发明属于混凝土添加剂技术领域，具体涉及一种高保坍聚羧酸减水剂。

背景技术

聚羧酸减水剂由于其掺量低、减水率高、绿色环保等特点，得到广泛应用。目前聚羧酸母液合成方法主要是可聚合单体直接共聚法，活性大单体混入一定比例小单体，在引发剂和链转移剂的作用下，在一定温度的水溶液中，发生聚合反应，合成的聚羧酸母液减水率较高，有一定的保坍性能，能够满足一般工程的需要。

但对于距离较长或者运输时间较长的工程，仅仅单一依靠此类聚羧酸减水剂的保坍性能，已经达不到特殊工程对混凝土超长工作性能的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高保坍聚羧酸减水剂，克服现有技术中存在的上述技术问题。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种高保坍聚羧酸减水剂，由以下质量百分数的物质组成：聚羧酸保坍母液10-25%，聚羧酸减水母液28-35%，缓凝组分4%，余量为水。

所述聚羧酸保坍母液的制备过程包括以下步骤：

步骤1）在反应釜中加入不饱和聚氧乙烯醚单体和水，搅拌溶解后升温至20℃，并加入链转移剂和引发剂，其中，水的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的90-95%，不饱和聚氧乙烯醚单体、链转移剂和引发剂的质量比为1000:10:5；

步骤2）将质量比为1：（2.5-3）：（1-2）的不饱和酸单体、分子量调节剂A和水搅拌溶解配制成A液；

步骤3）将质量比为1：（50-60）的分子量调节剂B和水搅拌溶解配制成B液；

步骤4）在反应釜中同时滴加A液和B液，控制反应温度为57-62℃，A液2-2.5h滴加完，B液2.5-3h滴加完，反应结束后，恒温1h，然后加入氢氧化钠溶液进行中和，得到聚羧酸保坍母液。

所述聚羧酸减水母液的制备过程包括以下步骤：

步骤1）在反应釜中加入不饱和聚氧乙烯醚单体和水，搅拌溶解后升温至40℃，并加入引发剂，其中，水的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的60-70%，引发剂的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的1%；

步骤2）将不饱和酸单体和水溶于1#管，不饱和酸单体和水质量比为1:1.2-1.5；将链转移剂和水溶于2#管，链转移剂和水的质量比为1:40-55，将反应温度控制在56-64℃时同时开始滴加1#管和2#管内溶液，1#管3h滴加完，2#管3.5h滴加完，反应结束后，恒温1h，然后加入氢氧化钠溶液进行中和，得到聚羧酸减水母液。

所述缓凝组分为葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸中的一种或几种。

所述不饱和聚氧乙烯醚单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚，相对分子量为2400-3000。

所述不饱和酸单体为丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸中的一种。

所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

所述链转移剂为甲基丙烯磺酸钠。

所述分子量调节剂A为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种，所述分子量调节剂B为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种。

所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种高保坍聚羧酸减水剂，将聚羧酸保坍母液与聚羧酸减水母液复配，具有低掺量、高减水、高保坍，并且保坍时间根据工程混凝土运输距离及时间长短需要，灵活调节，混凝土保坍时间可从1小时-4小时保持延长，与水泥适应性较好。

下面将做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种高保坍聚羧酸减水剂，由以下质量百分数的物质组成：聚羧酸保坍母液10-25%，聚羧酸减水母液28-35%，缓凝组分4%，余量为水。

本发明提供的高保坍聚羧酸减水剂中复配聚羧酸保坍母液，具有低掺量、高减水、高保坍，并且保坍时间根据工程混凝土运输距离及时间长短需要，灵活调节，混凝土保坍时间可从1小时-4小时保持延长，与水泥适应性较好。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种高保坍聚羧酸减水剂，所述聚羧酸保坍母液的制备过程包括以下步骤：

聚羧酸保坍母液在氧化还原体系下合成，所用的引发剂活性高，性能稳定，滴加时间较原来的母液合成有了缩短，加快了反应速度，缩短了合成周期，降低了生产成本。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种高保坍聚羧酸减水剂，所述聚羧酸保坍母液的制备过程包括以下步骤：

步骤1）在反应釜中加入不饱和聚氧乙烯醚单体和水，搅拌溶解后升温至20℃，并加入链转移剂和引发剂，其中，水的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的90%，不饱和聚氧乙烯醚单体、链转移剂和引发剂的质量比为1000:10:5；

步骤2）将质量比为1：2.5：1的不饱和酸单体、分子量调节剂A和水搅拌溶解配制成A液；

步骤3）将质量比为1：50的分子量调节剂B和水搅拌溶解配制成B液；

步骤4）在反应釜中同时滴加A液和B液，控制反应温度为57℃，A液2h滴加完，B液2.5h滴加完，反应结束后，恒温1h，然后加入30%浓度的氢氧化钠溶液进行中和，得到固含量为40%的聚羧酸保坍母液。

在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG），相对分子量2400-3000；不饱和酸为丙烯酸；分子量调节剂A为丙烯酸羟乙酯；链转移剂为甲基丙烯磺酸钠；引发剂为过硫酸铵；分子量调节剂B为巯基乙酸。

实施例4：

步骤1）在反应釜中加入不饱和聚氧乙烯醚单体和水，搅拌溶解后升温至20℃，并加入链转移剂和引发剂，其中，水的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的92%，不饱和聚氧乙烯醚单体、链转移剂和引发剂的质量比为1000:10:5；

步骤2）将质量比为1：2.7：1.5的不饱和酸单体、分子量调节剂A和水搅拌溶解配制成A液；

步骤3）将质量比为1：55的分子量调节剂B和水搅拌溶解配制成B液；

步骤4）在反应釜中同时滴加A液和B液，控制反应温度为60℃，A液2h滴加完，B液2.5h滴加完，反应结束后，恒温1h，然后加入30%浓度的氢氧化钠溶液进行中和，得到固含量为40%的聚羧酸保坍母液。

在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚，相对分子量2400-3000；不饱和酸为马来酸酐；分子量调节剂A为丙烯酸羟丙酯；链转移剂为甲基丙烯磺酸钠；引发剂为过硫酸钠；分子量调节剂B为巯基丙酸。

实施例5：

步骤1）在反应釜中加入不饱和聚氧乙烯醚单体和水，搅拌溶解后升温至20℃，并加入链转移剂和引发剂，其中，水的质量占不饱和聚氧乙烯醚单体的95%，不饱和聚氧乙烯醚单体、链转移剂和引发剂的质量比为1000:10:5；

步骤2）将质量比为1：3：2的不饱和酸单体、分子量调节剂A和水搅拌溶解配制成A液；

步骤3）将质量比为1：60的分子量调节剂B和水搅拌溶解配制成B液；

步骤4）在反应釜中同时滴加A液和B液，控制反应温度为62℃，A液2.5h滴加完，B液3h滴加完，反应结束后，恒温1h，然后加入30%浓度的氢氧化钠溶液进行中和，得到固含量为40%的聚羧酸保坍母液。

在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG），相对分子量2400-3000；不饱和酸为甲基丙烯酸；分子量调节剂A为甲基丙烯酸羟乙酯；链转移剂为甲基丙烯磺酸钠；引发剂为过硫酸钠；分子量调节剂B为巯基丙酸。

实施例6：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种高保坍聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水母液的制备过程包括以下步骤：

聚羧酸减水母液的制备方法为聚醚法。在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG），分子量2400-3000；不饱和酸为丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸中的一种；引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种；链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种。

本发明原理：加入憎水型缓释基团酯基，在水泥水化初期，不被水泥颗粒吸附，后期在碱性溶液中缓慢释放成具有减水作用的减水剂分子，起到减水分散作用。释放速度可以根据环境、碱度、施工要求调整，通过改变缓释基团的数量和及酸酯摩尔质量比，调整释放速率。

实施例7：

本实施例对高保坍聚羧酸减水剂进行试验，实验结果见表1。

表1高保坍聚羧酸减水剂试验数据

其中，聚羧酸减水母液（简称减水母液）为实施例6的方法制备而得，聚羧酸保坍母液（简称保坍母液）为实施例5的方法制备而得，表中序号1表示的是高保坍聚羧酸减水剂（简称聚羧酸减水剂）由以下质量百分比的物质组成：聚羧酸保坍母液10%，聚羧酸减水母液35%，缓凝组分4%，余量为水。复配过程是在配方量的水中依次加入配方量的聚羧酸保坍母液，聚羧酸减水母液和缓凝组分，缓凝组分为葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸中的一种或几种。

聚羧酸减水剂掺量是指占混凝土的质量分数，其中，水泥、粉煤灰、砂子、小石、中石、水的质量比为1:0.25:2.7:1.21:2.84:0.5，水泥为春江水泥，粉煤灰为二级灰，砂子为南阳河砂，细度模数为2.6-2.8，石子为5-10mm、10-20mm碎石。

混凝土采用当地P.O42.5普通硅酸盐水泥，7d抗压强度均大于160%,28d抗压强度大于140%，随着保坍母液掺入不同的比例，混凝土坍落度损失率可由14.3%降至0%，坍落度可以根据施工要求保持坍落度不损失，混凝土工作性能由1小时可以延长到2小时、3小时，大大提高了混凝土的坍落度保持性能，保坍时间可根据工程需求灵活控制，（见表1）。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。实施例没有详细叙述的部件、结构、实验方法属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims

1.一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下质量百分数的物质组成：聚羧酸保坍母液10-25%，聚羧酸减水母液28-35%，缓凝组分4%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚羧酸保坍母液的制备过程包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚羧酸减水母液的制备过程包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述缓凝组分为葡萄糖酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸中的一种或几种。

5.根据权利要求2或3所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和聚氧乙烯醚单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚，相对分子量为2400-3000。

6.根据权利要求2或3所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酸单体为丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸中的一种。

7.根据权利要求2或3所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

8.根据权利要求2所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述链转移剂为甲基丙烯磺酸钠。

9.根据权利要求2所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述分子量调节剂A为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种，所述分子量调节剂B为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种。

10.根据权利要求3所述的一种高保坍聚羧酸减水剂，其特征在于：所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种。