CN109928666A - 一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将配制好的釜底液搅拌升温至50‑55℃；S2：升温后的釜底液中同时滴加配制好的A料和B料，A料3小时滴加完，B料3.5小时滴加完；所述A料包括以下重量份数的组分：S3：滴加完A料和B料后的釜底液升温至50‑60℃，保温0.8‑1.2小时；S4：保温完成后，向S3步骤中的溶液中补充180‑190重量份数的水。通过上述4个步骤得到增强型聚羧酸减水剂。本发明具有消除减水剂在使用过程中产生的大气泡以提高混凝土强度以及增强混凝土抗辐射和抗菌防腐蚀的效果。

Description

一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法

技术领域

本发明涉及减水剂制备的技术领域，尤其是涉及一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法。

背景技术

减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。水泥加水拌合后，由于水泥颗粒的水化作用，水泥颗粒表面形成双电层结构，使之形成溶剂化水膜，且水泥颗粒表面带有异性电荷使水泥颗粒间产生缔合作用，使水泥浆形成絮凝结构，使10％～30％的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷(通常为负电荷)，形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构解体，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。

但是通常使用的聚羧酸减水剂对于混凝土的强度以及腐蚀性能加强作用一般，因为聚羧酸减水剂在使用的过程中，往往会存在一些降低表面张力的表面活性成分，在拌制混凝土时会引入大量的微小气泡，这些小气泡部分会由于振捣作用聚集形成大气泡。而这些大气泡的存在会降低混凝土结构的强度和腐蚀性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，通过在聚羧酸减水剂母液的配制中，在A料中添加有起一定量的二甲基二烯丙基硅氧烷，使得配制得到的减水剂在使用时可以对混凝土中的大气泡起到一定的破除效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将配制好的釜底液搅拌升温至50-55℃；

S2：升温后的釜底液中同时滴加配制好的A料和B料，A料2-3小时滴加完，B料2-3.5小时滴加完；

所述A料包括以下重量份数的组分：

S3：滴加完A料和B料后的釜底液升温到50-60℃，保温0.8-1.2小时；

S4：保温完成后，向S3步骤中的溶液中补充180-190重量份数的水；

通过上述4个步骤得到增强型聚羧酸减水剂。

通过采用上述技术方案，同时将A料和B料滴加进入釜底液中进行反应制备出聚羧酸减水剂，而在添加的A料中添加有二甲基二烯丙基硅氧烷，二甲基二烯丙基硅氧烷具有一定的消泡作用，二甲基二烯丙基硅氧烷进入气泡壁，与气泡壁一起形成混和的单层，而此种混合单层的内聚性不佳，气泡的稳定性被打破，从而将气泡消除。从而使得减水剂在使用时可以对混凝土中产生的大气泡起到破除效果。

本发明进一步设置为：所述S1步骤中的釜底液包括以下重量份数的组分：

水280-320份、环氧乙烯—环氧丙烯共聚物单甲醚(甲基)丙烯酸340-380份，双氧水2-3份。

通过采用上述技术方案，双氧水作为引发剂，在A料和B料滴加入釜底液中时，双氧水引发剂分解提供自由基，使A料和B料的自由基聚合反应得以进行，从而制备得到聚羧酸减水剂。控制引发剂的用量可以调节聚合反应的程度，引发剂用量较低时，聚合反应不完全，聚合物分子量偏低，分散作用不大。引发剂量过大时，引发剂产生的初级自由基不能及时扩散，降低了引发效率，，基本不能引发聚合反应，导致流动度大大降低。环氧乙烯—环氧丙烯共聚物单甲醚(甲基)丙烯酸为中间体，中间体可以进一步发生聚合反应，使得反应效率提高。

本发明进一步设置为：所述S2步骤中的B料包括以下重量份数的组分：

巯基丙酸 1.5-2.3份；

水 70-90份。

通过采用上述技术方案，B料中的巯基丙酸是一种高性能的调节剂，可以有效地控制聚羧酸减水剂分子的相对分子量，大大提高减水剂对混凝土的减水率和保坍性能。巯基丙酸同时也是一种高效的链转移剂，可以提高单体的共聚率。巯基丙酸还可以调节聚羧酸分子的吸附过程，实现减水剂对混凝土初始减水和后续保坍的兼顾。

本发明进一步设置为：所述A料中还添加有重量份数为10-12份的保水剂，所述保水剂包括以下重量百分比的组分：

通过采用上述技术方案，聚乙烯醇具有很好的造膜性，能够提高混凝土的保水性以及柔韧性和粘结强度，防止混凝土开裂。聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾等高分子树脂内部的的亲水基团以及高分子电解质与外部的存在浓度差，从而在混凝土中的水含量较多时，树脂内部大量吸水，直到浓度差消失为止。但是当混凝土中的水分减少时，树脂内部与外部之间的浓度差又产生，而此时水从树脂内部流到树脂外部补充混凝土中的水分，使得混凝土不易发生絮凝和团聚。

本发明进一步设置为：所述B料中还添加有2-3重量份的光亮剂，所述光亮剂包括以下重量百分比的组分：

水 60-70％；

MNC-CZ型光亮剂 10-12％；

乳化剂 20-30％。

通过采用上述技术方案，MNC-CZ型光亮剂是一种三聚氰胺甲醛树脂系高效减水剂，其中含有可以增加混凝土光洁度的外加剂，当其与B料复配后，使得这种外加剂成分掺杂入所制备的聚羧酸减水剂中，从而使得聚羧酸减水剂在消泡的同时，还可以对混凝土表面进行光洁处理，提高混凝土表面的光洁程度。

本发明进一步设置为：所述釜底液中还添加有5-8重量份数的抗紫外剂，所述抗紫外剂包括以下重量百分比的组分：

通过采用上述技术方案，抗紫外剂中的TiO₂粉具有对紫外线很好的掩蔽作用，对甲氧肉桂酸乙氧乙酯可以吸收一定量的紫外线，分散剂使得TiO₂粉和对甲氧肉桂酸乙氧乙酯均匀地分散在减水剂母液中，避免其发生团聚而影响减水剂的效果，从而使得减水剂在对混凝土减水消泡的同时使得混凝土具有一定的防晒性，在室外使用时，混凝土受到长期暴晒过程而产生发脆开裂的可能性减小，提高混凝土的适应性。抗紫外剂中的氯化钠可以溶解在混凝土使用过程中的混凝土内部的水中，从而降低水的凝固点，提高混凝土的抗冻性。

本发明进一步设置为：所述S1步骤中釜底液在升温过程中，采用转速为25-30转/分的搅拌桨进行搅拌。

通过采用上述技术方案，升温过程中对釜底液进行搅拌，使得釜底液各处的温度相差不大，升温均匀。转速控制在25-30转/分，转速低于25转/分时，转速过低，对于釜底液的搅拌效果不明显，依旧可能使得釜底液各处的升温不均匀，而转速高于30转/分时，转速过快，搅拌效果对于釜底液受热均匀效果的提升不大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在A料中添加二甲基二烯丙基硅氧烷，使得减水剂在对混凝土减水作用的同时，可以将混凝土中的大气泡破除，从而提高混凝土的强度以及耐腐蚀性能；

2、通过在减水剂中添加抗紫外剂，使得减水剂在减水和消泡的作用外，还可以增加混凝土的防晒性，提高混凝土的适应性。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

参照图1，本发明公开的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，包括以下步骤：

配制釜底液：将水280份、环氧乙烯—环氧丙烯共聚物单甲醚(甲基)丙烯酸340份，双氧水2份和抗紫外剂5份混合均匀备用；

抗紫外剂包括以下重量百分比的组分：

配制A料：将以下组分按比例混合均匀备用；

其中保水剂包括以下重量百分比的组分：

配制B料：将以下组分按比例混合均匀备用；

巯基丙酸 1.5份；

水 70份；

光亮剂 2份；

其中光亮剂包括以下重量百分比的组分：

水 60％；

MNC-CZ型光亮剂 10％；

乳化剂 30％；

其中的MNC-CZ型光亮剂选自北京慕湖外加剂有限公司。

S1：将配制好的釜底液搅拌升温至50℃；搅拌转速为25转/分。

S2：升温后的釜底液中同时滴加配制好的A料和B料，A料3小时滴加完，B料3.5小时滴加完。

S3：滴加完A料和B料后的釜底液在50℃下，保温0.8小时。

S4：保温完成后，向S3步骤中的溶液中补充180重量份数的水。

通过上述4个步骤得到增强型聚羧酸减水剂。

实施例2-5与实施例1的区别在于釜底液中各组分按重量份数计为下表。

实施例6-9与实施例1的区别在于抗紫外剂中各组分按重量百分比计为下表。

实施例	氯化钠	TiO2粉	对甲氧肉桂酸乙氧乙酯	分散剂
					实施例6	32.5	20	20	27.5
实施例7	35	17.5	17.5	30
					实施例8	37.5	15	15	32.5
实施例9	40	12.5	12.5	35

实施例10-13与实施例1的区别在于A料中各组分按重量份数计为下表。

实施例14-21与实施例1的区别在于保水缓蚀剂中各组分按重量百分比计为下表。

实施例	聚乙烯醇	聚丙烯酰胺	聚丙烯酸钠	聚丙烯酸钾
					实施例14	45	27.5	17.5	10
实施例15	50	25	15	10
					实施例16	55	22.5	12.5	10
实施例17	60	20	10	10
					实施例18	57.5	20	10	12.5
实施例19	55	20	10	15
					实施例20	52.5	20	10	17.5
实施例21	50	20	10	20

实施例22-25与实施例1的区别在于B料中各组分按重量份数计为下表。

实施例	巯基丙酸	光亮剂	水
				实施例22	1.7	2.25	75
实施例23	1.9	2.5	80
				实施例24	2.1	2.75	85
实施例25	2.3	3	90

实施例26-29与实施例1的区别在于光亮剂中各组分按重量百分比计为下表。

对比例

对比例1与实施例1的区别在于A料中未添加二甲基二烯丙基硅氧烷；

对比例2与实施例1的区别在于釜底液中未添加抗紫外剂；

检测方法

抗紫外试验

试验过程：用强紫外线照射被测试样表面，加速表面的老化。

试验仪器：紫外灯照射箱、紫外灯光管(20W、中心波长254nm2pcs)。

测试参数：灯管距离所测样品的高度为0.5m，照射时间72H。

测试数据：

结论：通过上表的结果对比可知，采用实施例1中制备的减水剂处理后的混凝土经过高强度紫外长时间照射后，混凝土几乎不受影响，而采用对比例2中制备的减水剂处理后的混凝土经过高强度紫外线长期照射后，混凝土出现发黄色变的现象，说明混凝土受到紫外线的照射而对混凝土的成分造成了一定程度的影响，从而证明添加有抗紫外剂后的减水剂具有提高混凝土抗紫外照射能力的效果。

混凝土强度测试

根据GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测试混凝土强度，测试结果如下表。

结论：通过上表的结果对比可知，采用实施例1减水剂处理后的混凝土的强度明显高于使用对比例1减水剂处理后的混凝土，证明二甲基二烯丙基硅氧烷对于混凝土在搅拌过程中对混凝土中产生的大气泡起到了破除作用，从而使得混凝土的强度得到较大的提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将配制好的釜底液搅拌升温至50-55℃；

S2：升温后的釜底液中同时滴加配制好的A料和B料，A料2-3小时滴加完，B料2-3.5小时滴加完；

所述A料包括以下重量份数的组分：

S3：滴加完A料和B料后的釜底液升温至50-60℃，保温0.8-1.2小时；

S4：保温完成后，向S3步骤中的溶液中补充180-190重量份数的水；

通过上述4个步骤得到增强型聚羧酸减水剂。

2.根据权利要求1所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中的釜底液包括以下重量份数的组分：

水280-320份、环氧乙烯—环氧丙烯共聚物单甲醚(甲基)丙烯酸340-380份，双氧水2-3份。

3.根据权利要求1所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中的B料包括以下重量份数的组分：

巯基丙酸 1.5-2.3份；

水 70-90份。

4.根据权利要求3所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于：所述B料中还添加有2-3重量份的光亮剂，所述光亮剂包括以下重量百分比的组分：

水 60-70％；

MNC-CZ型光亮剂 10-12％；

乳化剂 20-30％。

5.根据权利要求1所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于：所述A料中还添加有重量份数为10-12份的保水剂，所述保水剂包括以下重量百分比的组分：

6.根据权利要求1所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于：所述釜底液中还添加有5-8重量份数的抗紫外剂，所述抗紫外剂包括以下重量百分比的组分：

7.根据权利要求1所述的一种增强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，其特征在于所述S1步骤中釜底液在升温过程中，采用转速为25-30转/分的搅拌桨进行搅拌。