CN111019059B - 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法 - Google Patents

常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111019059B
CN111019059B CN201911276458.9A CN201911276458A CN111019059B CN 111019059 B CN111019059 B CN 111019059B CN 201911276458 A CN201911276458 A CN 201911276458A CN 111019059 B CN111019059 B CN 111019059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyoxyethylene ether
solution
water
acid
stirring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911276458.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111019059A (zh
Inventor
李记恒
谢国权
李小莉
芮文晶
崔清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gansu No1 Construction Engineering Group Co ltd
Original Assignee
Gansu No1 Construction Engineering Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gansu No1 Construction Engineering Group Co ltd filed Critical Gansu No1 Construction Engineering Group Co ltd
Priority to CN201911276458.9A priority Critical patent/CN111019059B/zh
Publication of CN111019059A publication Critical patent/CN111019059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111019059B publication Critical patent/CN111019059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2605—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing polyether side chains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302—Water reducers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

一种常温合成的聚羧酸减水剂，由下述质量份数的原料制成：不饱和聚氧乙烯醚大单体100份，过氧化氢0.6～0.8份，不饱和羧酸5～10份，还原剂0.1～0.3份，链转移剂0.5～0.8份。不饱和聚氧乙烯醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯基醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚，不饱和聚氧乙烯醚大单体不饱和度大于0.37，重均分子量为2400～3000；不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一种；还原剂为维生素C、次亚磷酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种；链转移剂为巯基乙酸或3‑巯基丙酸中的至少一种。它合成工艺稳定，改善了产品的综合性能，删除了用氢氧化钠溶液中和的步骤，合成过程无需加热，节约能源，无有害排放物，不会污染环境，能大量应用于工业生产。

Description

常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种常温合成的聚羧酸减水剂，还涉及常温合成聚羧酸减水剂的方法。
背景技术
聚羧酸系高性能减水剂具有掺量低、减水率高、改善混凝土施工性能和耐久性能的效果比较明显的优势。目前聚羧酸减水剂的合成方法通常需要高温加热，生产工艺相对较为复杂，原材料不容易采购，对合成设备的要求也较高。
现有技术常温合成聚羧酸减水剂的方法，具有环保节能，操作简单，生产能耗及辅助成本进一步较低，使所合成的聚羧酸减水剂能够保持对水泥具有更好的适应性以及高减水性、高保坍性和高抗压强度等优点。但由于常温聚羧酸减水剂的合成工艺是在常温条件下进行的聚合反应，聚合反应不够完全，导致产品综合性能不稳定。
本发明旨在进一步优化常温合成聚羧酸减水剂合成工艺，提高合成工艺的技术稳定性，改善产品的综合性能，从而制备出性能更为优异的聚羧酸系高性能减水剂产品，实现高性能和绿色环保和谐发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种工艺简单、易于实施、综合性能稳定的常温合成聚羧酸减水剂，本发明要解决的技术问题还涉及常温合成聚羧酸减水剂的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案为：一种常温合成的聚羧酸减水剂，其特征在于它由下述质量份数的原料制成：不饱和聚氧乙烯醚大单体100份，过氧化氢0.6～0.8份，不饱和羧酸5～10份，还原剂0.1～0.3份，链转移剂0.5～0.8份。
其中：不饱和聚氧乙烯醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯基醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚，不饱和聚氧乙烯醚大单体不饱和度大于 0.37，重均分子量为 2400～3000；不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一种；还原剂为维生素C、次亚磷酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种；链转移剂为巯基乙酸或3-巯基丙酸中的至少一种。
将上述质量份数的原料组分制备成一种常温合成聚羧酸减水剂的方法，包括下述步骤：
步骤（1）、将100份的不饱和聚氧乙烯醚大单体和水以质量比1 ：1.5加入反应釜，在投放过程中，开启加热和搅拌程序，加热温度控制在19～25℃，搅拌速度60～90r/min，持续55～65分钟；
步骤（2）、将5～10份的不饱和羧酸：水按照1：1的质量比，混合搅拌5min得到A液；将0.5～0.8份的链转移剂+0.1～0.3份还原剂：水按照1：19～21的质量比配置成B液；将0.6～0.8份过氧化氢：水按照1：5～6的质量比配置成C液；
步骤（3）、将C液直接投入反应釜，关闭加热，持续搅拌；
步骤（4）、在搅拌过程中，向反应釜滴加B液和A液，A液在2.5小时匀速滴加完毕，延时30分钟启动，B液在3.5小时匀速滴加完毕；继续搅拌1小时，即得聚羧酸减水剂。即先向反应釜滴加B液，30分钟后向反应釜滴加A液，A液2.5小时匀速滴加完毕，B液3.5小时匀速滴加完毕，A液与B液同时滴加2.5小时，A液滴加完成后，B液继续滴加30分钟。
常温合成聚羧酸减水剂使用的物料是以100质量份的不饱和聚氧乙烯醚大单体为基数，如过氧化氢的用量为聚氧乙烯醚大单体质量的0.6%～0.8%。
本发明有益的技术效果是：本发明合成聚羧酸减水剂采用滴加方式，滴加前聚氧乙烯醚大单体不必全部溶解，边滴加边溶解，节省了单体的溶解时间，节省化料时间；合成过程中通过作为氧化剂的过氧化氢的用量为聚氧乙烯醚大单体质量的0.6%～0.8%来调整PH值在5～7范围。
本发明对常规常温合成工艺进行了改良，其创新内容主要是通过研究对过氧化氢氧化剂与还原剂组成的氧化还原体系的用量在常温条件下对合成产品的影响，使合成产品的综合性能更加稳定，确定过氧化氢氧化剂用量与合成产品pH值的关系，最终实现删减合成过程中用不饱和的氢氧化钠溶液的步骤，简化合成工艺。
与现有技术常温合成产品相比，本发明提高了合成工艺的技术稳定性，改善了产品的综合性能，删除了用氢氧化钠溶液中和的步骤，从而制备出性能更为优异的聚羧酸系高性能减水剂产品，整个合成过程无需加热，节约能源，无有害排放物，不会污染环境，能大量应用于工业生产。
本发明提供的方法合成的聚羧酸减水剂减水率高，减水性能明显优于同类产品，合成成本较低、合成过程中不需要高温加热，生产工艺操作简便，生产设备投入较少，原材料容易采购，合成过程不需要热源，生产能耗及辅助成本较低，综合成本也能够进一步得到降低，节能环保又无任何环境污染。并且，利用该工艺方法合成的聚羧酸减水剂，通过产品性能测试结果显示，它不仅对不同水泥有良好的适应性，而且减水率较高，保坍性能良好，混凝土抗压强度也较高，具有良好的社会效益。
具体实施方式
实施例1；将分子量2400～3000的主料甲基烯丙基聚氧乙烯基醚330g和500g的水加入三口烧瓶中加热搅拌1h，温度控制在19～22℃，搅拌速度60～70r/min；将33g丙烯酸和33g水混合搅拌5min得到A液；将0.60g次亚磷酸钠和1.8g 的3-巯基丙酸。在47.8g水中溶解得到B液；开始滴加A液和B液前，将2.6g的过氧化氢和13g水制备成的氧化剂水溶液直接投入反应釜中，关闭加热，其中A液滴加2.5h延时30分钟启动，B 液3.5h滴加完毕，A液每小时均匀滴加20～30mL，B液每小时均匀滴加10～20mL；滴加过程无需加热，滴加完毕后，继续搅拌1h，得到聚羧酸系减水剂。整个合成过程PH值在5～7范围。
实施例2；将分子量2400～3000的主料异戊烯醇聚氧乙烯醚330g和500g的水加入三口烧瓶中加热搅拌1h，温度控制在22～25℃，搅拌速度80～90r/min；将33g丙烯酸和33g水混合搅拌5min得到A液；将0.70g硫代硫酸钠和1.8g的3-巯基丙酸，在47.8g水中溶解得到B液；其余同实施例1。
实施例3；将分子量2400～3000的主料甲基烯丙基聚氧乙烯基醚330g和500g的水加入三口烧瓶中加热搅拌1h，温度控制在20～25℃，搅拌速度70～80r/min；将17g丙烯酸和17g水混合搅拌5min得到A液；将0.60g维生素C和1.8g的3-巯基丙酸，在47.8g水中溶解，混合均匀得到B液；开始滴加A液和B液前，将2.3g的过氧化氢和13g水的氧化剂水溶液直接投入反应釜中，其余同实施例1。
实施例4；将分子量2400～3000的主料异戊烯醇聚氧乙烯醚330g和500g的水加入三口烧瓶中加热搅拌1h，将32g甲基丙烯酸和32g水混合搅拌5min得到A液；将0.60g维生素C和1.8g巯基乙酸在47.8g水中溶解，混合均匀后得到B液；其余同实施例1。
实施例5；将分子量2400～3000的主料甲基烯丙基聚氧乙烯基醚330g和500g的水加入三口烧瓶中加热搅拌1h；将32g甲基丙烯酸和33g水混合搅拌得到A液；将0.70g维生素C和1.8g巯基乙酸在47.8g水中溶解，混合搅拌均匀得到B液；开始滴加A液和B液前，将2g过氧化氢和12g水的氧化剂水溶液直接投入反应釜中，其余同实施例1。
实施例6～29；实施例6～29的组分和质量份数见表1，制作方法同实施例1。
将上述实施例1～5 中制得的减水剂与对比试样减水剂进行性能对比，实验采用P.O42.5祁连山水泥和P.O42.5寿鹿山水泥，对制得的减水剂进行净浆流动度、混凝土减水率及抗压强度比检测，按照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定的方法，分别测定水泥净浆流动度和水泥胶砂减水率；按照GB/T8076-2008《混凝土外加剂》中规定的试验方法分别测定混凝土坍落度、扩展度和抗压强度。实测净浆流动度及水泥胶砂减水率、抗压强度比数据见表2。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
对比试样与实施例1～5原料基本相同，不同之处在于过氧化氢氧化剂与还原剂组成的氧化还原体系的用量不同，过氧化氢为0.5～3份；滴加完，熟化1小时，用质量浓度为40%的氢氧化钠溶液调整PH值在5～7。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从表2水泥净浆流动度、水泥胶砂减水率及混凝土28天抗压强度比的实验结果看出，5个实例常温制备的聚羧酸减水剂减水效果较好，综合性能稳定，可以进行工业化生产应用。

Claims (2)

1.一种常温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤（1）、将100份的不饱和聚氧乙烯醚大单体和水以质量比1 ：1.5加入反应釜，在投放过程中，开启加热和搅拌程序，加热温度控制在19～25℃，搅拌速度60～90r/min，持续55～65分钟；所述不饱和聚氧乙烯醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯基醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚，不饱和聚氧乙烯醚大单体不饱和度大于 0.37，重均分子量为 2400～3000；
步骤（2）、将5～10份的不饱和羧酸：水按照1：1的质量比，混合搅拌5min得到A液；将0.5～0.8份的链转移剂+0.1～0.3份还原剂：水按照1：19～21的质量比配置成B液；将0.6～0.8份过氧化氢：水按照1：5～6的质量比配置成C液；所述不饱和羧酸为丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一种；
步骤（3）、将C液直接投入反应釜，关闭加热，持续搅拌；
步骤（4）、在搅拌过程中，向反应釜滴加B液和A液，A液2.5小时匀速滴加完毕，延时30分钟启动，B液3.5小时匀速滴加完毕；继续搅拌1小时，即得聚羧酸减水剂；整个合成过程pH值在5～7范围。
2.根据权利要求1所述的一种常温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：还原剂为维生素C、次亚磷酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种；链转移剂为巯基乙酸或3-巯基丙酸中的至少一种。
CN201911276458.9A 2019-12-12 2019-12-12 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法 Active CN111019059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911276458.9A CN111019059B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911276458.9A CN111019059B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111019059A CN111019059A (zh) 2020-04-17
CN111019059B true CN111019059B (zh) 2022-08-19

Family

ID=70206435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911276458.9A Active CN111019059B (zh) 2019-12-12 2019-12-12 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111019059B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112694572A (zh) * 2020-12-23 2021-04-23 惠州市华力得建材有限公司 一种高减水耐泥型减水剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006107069A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Nippon Shokubai Co., Ltd. Cement admixture
CN104371076A (zh) * 2014-12-04 2015-02-25 河北铁园科技发展有限公司 一种常温合成聚羧酸减水剂的方法
CN104761688A (zh) * 2015-03-23 2015-07-08 东北大学 一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN109180874A (zh) * 2018-07-13 2019-01-11 成都宏基建材股份有限公司 一种聚羧酸减水剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006107069A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Nippon Shokubai Co., Ltd. Cement admixture
CN104371076A (zh) * 2014-12-04 2015-02-25 河北铁园科技发展有限公司 一种常温合成聚羧酸减水剂的方法
CN104761688A (zh) * 2015-03-23 2015-07-08 东北大学 一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN109180874A (zh) * 2018-07-13 2019-01-11 成都宏基建材股份有限公司 一种聚羧酸减水剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111019059A (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110642993B (zh) 一种缓凝型醚类聚羧酸减水剂的制备方法
CN105924592B (zh) 一种降粘型聚羧酸系减水剂及其制备方法
CN107652404B (zh) 一种常温合成聚酯聚醚类聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111234095B (zh) 一种采用c6单体制备聚羧酸减水剂的方法
CN110358026B (zh) 一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN103693881A (zh) 一种聚羧酸减水剂及其应用和制备方法
CN112961290A (zh) 一种抗泥型聚羧酸酸保坍减水剂及其制备方法
CN111548459A (zh) 一种高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法
CN110746553A (zh) 一种低收缩、降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用
CN111019059B (zh) 常温合成的聚羧酸减水剂及其合成方法
CN110698612A (zh) 一种降粘型聚羧酸系减水剂母液、减水剂及制备方法
CN101239794B (zh) 水泥基材料的增粘剂和制备方法及其应用
CN109721271B (zh) 一种自密实高和易性混凝土用聚羧酸减水剂组合物
CN109879631B (zh) 一种高强增溶型液体速凝剂及其制备方法
CN112521099A (zh) 一种快速凝固混凝土生产工艺
CN111647115A (zh) 聚羧酸减水剂母液及制备方法和聚羧酸减水剂及制备方法
CN111019063A (zh) 一种高减水、低塌损聚羧酸高性能减水剂及其制备方法
CN113527591B (zh) 一种增强补硫缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN113980197A (zh) 一种高性能抗裂减缩型混凝土减水剂及其制备方法
CN113185647B (zh) 一种改性聚羧酸减水剂及其制备方法
CN108219079B (zh) 一种聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法
CN111825372B (zh) 一种聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法
CN113149507A (zh) 一种综合保坍型聚羧酸减水剂的制备方法
CN111100252A (zh) 一种兼具高减水率和超保坍性的聚羧酸系减水剂的合成方法
CN111978480B (zh) 一种固体聚羧酸减水剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant