CN111825811A - 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111825811A
CN111825811A CN202010763047.9A CN202010763047A CN111825811A CN 111825811 A CN111825811 A CN 111825811A CN 202010763047 A CN202010763047 A CN 202010763047A CN 111825811 A CN111825811 A CN 111825811A
Authority
CN
China
Prior art keywords
monomer
water
solution
polyethylene glycol
maleic anhydride
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.)
Pending
Application number
CN202010763047.9A
Other languages
English (en)
Inventor
邓妮
陈杰
方世昌
田应兵
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.)
Guizhou DrShi Technology Ltd
Original Assignee
Guizhou DrShi Technology 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 Guizhou DrShi Technology Ltd filed Critical Guizhou DrShi Technology Ltd
Priority to CN202010763047.9A priority Critical patent/CN111825811A/zh
Publication of CN111825811A publication Critical patent/CN111825811A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • C04B24/2688—Copolymers containing at least three different monomers
    • C04B24/2694—Copolymers containing at least three different monomers containing polyether side chains
    • 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
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/062—Polyethers
    • 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)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

本申请涉及混凝土外加剂技术领域，具体公开了一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法，由单体A、单体B、单体C、单体D、引发剂、催化剂、链转移剂、水，通过自由基共聚反应，加碱性溶液中和制备而成。本高保水型聚羧酸减水剂制备方法简单，在确保混凝土减水保坍性能的同时可提高混凝土的保水性能。

Description

一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水率高、保塑性强，坍落度损失小，绿色环保和对环境友好等优点，已广泛应用于市政、铁路、公路、港口、桥梁、水电等工程领域。但是，由于国内水泥品种众多，煤灰等粉质材料良莠不齐，混凝土砂石品质越来越差，聚羧酸减水剂在实际应用中也出现一些问题：如对材料的敏感性高、适应性差，保水性能不足等缺点，特别是在冬季低温施工时，聚羧酸减水剂拌制的混凝土出现滞后泌水的现象非常普遍。随着经济不断发展，对聚羧酸减水剂性能的要求越来越高，因此，为了满足市场需求，开发出一种能够有效锁住混凝土水分，具有高保水性且流动性稳定的减水剂具有十分重要的意义。
对高保水型聚羧酸减水剂的研究还有较大的空间。目前，市场上大部分保水剂保水作用有限，或是制备工艺复杂，生产成本高。
本发明的目的在于提供一种易实现生产工业化生产、具有高效保水性能的聚羧酸减水剂的制备方法。
发明内容
针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法，解决现有的混凝土保水剂的保水效果差以及制备工艺复杂、成本高的问题。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种高保水型聚羧酸减水剂，由单体 A:乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)、单体B:丙烯酸、单体C:聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯、单体D:甲基丙烯酸烯丙酯、引发剂、催化剂、链转移剂和水，通过自由基共聚反应，再加碱性溶液中和制备而成；其中，单体A、单体B、单体C、单体D的摩尔比为1：3～4： 0.18～0.22：0.06～0.1；引发剂用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的2％～7％；；链转移剂为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的5％～15％。
进一步，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)分子量为3000～3800。
进一步，所述聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯为聚乙二醇单甲醚马来酸酐单酯，聚乙二醇单甲醚分子量为500～750。
进一步，所述引发剂为双氧水-VC或双氧水-E51；所述链转移剂为次磷酸钠或巯基丙酸；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
进一步，所述双氧水质量分数为27.5％～35％；
一种高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)酯化反应
将聚乙二醇单甲醚和马来酸酐及对甲苯磺酸置于干燥反应器中，升温至100℃～120℃
反应3h，降温至室温即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)聚合反应
将EPEG聚醚和去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯、链转移剂及双氧水。将丙烯酸、甲基丙烯酸酯和去离子水混合均匀配成溶液A液，将还原剂及去离子水混合均匀配成溶液B 液，然后同时滴加A、B液至四口烧瓶进行反应，其中A液60min～70min，B液70min～80min，滴加完后保温1h。
(3)反应结束后，加入32％氢氧化钠溶液调节pH值为6～7，即得到保水型聚羧酸减水剂。
进一步，所述步骤(1)中聚乙二醇单甲醚与马来酸酐的摩尔比为1：1～1.1，对甲苯磺酸用量为马来酸酐质量的1％～3％。
进一步，所述步骤(2)中反应釜底浓度为50％～60％。
进一步，所述步骤(2)中滴加前反应釜底溶液温度控制在10℃～25℃，反应自升温过程中温度控制在40℃以下。
进一步，所述步骤(2)中滴加结束后保温温度为自升温的最高温度，若反应过程中自升温高于40℃，则通过冷循环水降温至40℃，并在40℃下保温1h。
进一步，所述步骤(2)中滴加溶液A或滴加溶液B采用如下设备完成：滴加设备包括机架和箱体，机架位于箱体上方的部分固定有电机，电机的输出轴竖直朝下设置，电机的输出轴上固定有转动杆，转动杆的下端延伸至箱体内下部，转动杆的下端固定有搅拌桨；所述转动杆位于箱体上方的部分上固定有第一齿轮，第一齿轮的一侧啮合有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮的减速比为1:60-80，第二齿轮同轴固定连接有第一凸轮，第一凸轮上端面的远轴点与近轴点之间沿着第一凸轮的轮廓设置有第一挡板；第一凸轮的上方同轴固定连接有第二凸轮，第二凸轮的下端面的远轴点与近轴点之间沿着第二凸轮的轮廓设置有第二挡板；第一凸轮的远轴点远离第二凸轮的远轴点；机架上固定有沿水平方向布置的缸体，缸体内部滑动密封连接有活塞，活塞靠近第二齿轮的一侧固定有沿水平方向布置的活塞杆，活塞杆可与第一挡板和第二挡板的外侧壁贴合，缸体靠近活塞杆的一端开口，缸体内部设置有弹簧，弹簧的一端固定在缸体靠近活塞杆的一侧，弹簧的另一端固定在活塞上，缸体上靠近活塞杆的侧壁上设置有磁铁，活塞为电磁铁；缸体内远离弹簧的一端设置有单向进口阀，缸体的下端远离弹簧的一端设置有单向出口阀，单向出口阀位于箱体正下方；机架上固定有水缸，水缸内部滑动连接有储存待滴加溶液的滑动缸，滑动缸可沿着水缸上下滑动，所述单向进口阀通过吸管吸滑动缸内部的溶液，所述吸管为硬管。
电机驱动转动杆旋转，转动杆带动搅拌桨对箱体内部进行搅拌；同时，转动杆带动第一齿轮旋转，第一齿轮带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动第一凸轮和第二凸轮旋转。
启动电磁铁，初始状态下，活塞杆位于缸体内部远离凸轮的一端，使第一挡板位于第一凸轮的远轴点上方的部分即将与活塞杆分离，同时电磁铁与磁铁相互吸引使活塞瞬间快速压缩弹簧并且向磁铁靠近，缸体内部产生负压，缸体通过吸管吸滑动缸内部的溶液；同时第二挡板位于第二凸轮的近轴点下方的部分刚刚与活塞杆贴合，凸轮旋转使第二挡板推动活塞克服电磁铁的磁力缓慢地向远离凸轮的方向滑动，缸体内部缓慢地排出溶液并且滴加至箱体内部，直到缸体内部的溶液全部排出，此时，第二挡板位于凸轮的远轴点上方的部分即将与活塞杆分离；然后同理，第一挡板推动活塞向远离凸轮的方向滑动，并且不断重复。利用电磁铁使活塞瞬间快速向靠近凸轮的方向滑动吸液，并且利用第一挡板和第二挡板交替推动活塞向远离凸轮的方向滑动排液，实现缸体的瞬间吸液以及将吸入的溶液缓慢地滴加至箱体中，实现溶液的匀速滴加。
预先向水缸内部加入水，随着滑动缸内部的溶液的减小，滑动缸在水的浮力作用下逐渐向上浮动，确保吸管的下端始终被滑动缸内部的溶液淹没。
根据需要滴加的时长，将溶液稀释成缸体容积的整数倍，例如，当第一齿轮和第二齿轮的减速比为1:60，滴加时长为60min，并且电机的转速为240r/min，则凸轮的转速为4r/min，则缸体每分钟吸液和排液4次，则缸体总共排液240次，则需要将滑动缸内部的溶液稀释为缸体的容积的240倍。
进一步，所述吸管被滑动缸内部溶液淹没的位置设置有标记线。当标记线浮出溶液液面时，为了避免缸体内部吸入空气，需要向水缸内部适当添加水使标记线被溶液淹没。
进一步，所述单向出口阀的外周套设有导流管，导流管的下端面为椭圆形。方便滴加溶液，避免溶液悬挂在缸体底部造成的浪费。
进一步，活塞靠近单向出口阀的一端开设有沿竖直方向布置的凹槽，凹槽内部滑动连接有浮球，凹槽的底部固定有沿竖直方向布置的电磁铁开关，当电磁铁开关被按压时，电磁铁通电，当电磁铁开关被松开时，电磁铁断电；缸体上设置有按压阀，按压阀的阀芯沿水平方向布置，当按压阀的阀芯被按压时，按压阀打开，当按压阀的阀芯被松开时，按压阀关闭，当活塞运动至靠近单向出口阀的一端时，活塞可按压到按压阀的阀芯并且凹槽内部与按压阀连通。
缸体内部有液体时，浮球在液体的浮力作用下向上浮动，电磁铁开关被松开，电磁铁断电；当活塞运动至靠近单向出口阀的一端时，活塞按压到按压阀的阀芯并且凹槽内部与按压阀连通，则凹槽内部的液体从按压阀排出，浮球在重力作用下向下运动并且按压到电磁铁开关，电磁铁通电使活塞瞬间向远离单向出口阀的一端运动。电磁铁不用长时间通电，可节约能源，延长电磁铁的使用寿命。
本发明有益效果：
1、本发明采用新型EPEG聚醚大单体，由于其分子结构中的双键为一取代结构，进一步减小了聚醚侧链摆动的空间阻力，使聚醚侧链的摆动更加自由，活动范围更大；聚醚侧链摆动自由度的增加，提高了聚醚侧链的缠绕性和包裹性，从而使合成出的聚羧酸减水剂具有更好的保水性。
2、本发明采用新型EPEG聚醚大单体分子量为3000～3800，侧链较普通减水剂常用的聚醚单体分子量(Mn＝2400)长，更利于侧链的伸展和缠绕，加强水-水泥-减水剂界面的相互作用力，从而体现良好的保水性。相对于通过使用大量交联剂形成网状大分子聚合物保水剂而言，在使用过程称量更方便准确。
3、本发明通过合成聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯，并将其接枝到主链中，聚乙二醇单甲醚起到增稠的作用，进一步提升混凝土的保水性；聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯在水泥水化的碱性过程发生水解，逐步释放出有效的聚羧酸减水剂分子，能够避开混凝土拌和初期石粉、泥土等的强烈吸附作用，有效地保持混凝土稳定的工作状态，提升保坍性。
4、本发明引入少量甲基丙烯酸烯丙酯，所制备的聚羧酸减水剂分子呈微交联结构，进一步能够有效锁住混凝土中的水分。
5、本发明合成的中间单体聚乙二醇马来酸酐酯是通过马来酸酐开环发生醇解反应而生成酯化物，工艺简单，可操控性强，绿色环保，避免有机溶剂的使用而带来的环境污染及对人体的健康损害。
附图说明
图1为实施例1中的整体结构图。
图2为第一凸轮俯视图。
图3为第二凸轮仰视图。
图4为图1中A部放大图。
图5为图1中B部放大图。
图6为活塞杆俯视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：箱体10、电机11、转动杆12、搅拌桨13、第一齿轮14、第二齿轮20、连杆21、第一凸轮22、第一挡板23、第二凸轮24、第二挡板25、活塞杆26、推块261、缸体30、活塞31、凹槽311、弹簧32、单向进口阀33、单向出口阀34、导流管 35、磁铁36、浮球37、电磁铁开关38、按压阀39、水缸40、滑动缸41、吸管42、标记线 43。
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
实施例1基本如附图1-附图6所示：
(1)将100份马来酸酐、750份聚乙二醇单甲醚(Mn＝750)及1g对甲苯磺酸加入到四口烧瓶中，在100℃下反应2小时，反应结束后降至室温，即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)将300gEPEG聚醚(Mn＝3000)和240g去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯21g和4g次磷酸钠，搅拌10min后加入2g双氧水；配制A、B溶液，其中A溶液：25g丙烯酸+1.2g甲基丙烯酸烯丙酯+30g去离子水；B溶液：0.45gE51+50g去离子水；底溶液温度控制在15±2℃时开始同时滴加配制好的A、B溶液，其中A溶液连续滴加时间为60min，B液连续滴加时间为70min，滴加结束后保温1.0h，即可得到共聚物。
(3)将步骤(2)中的共聚物用32％的碱溶液调节至pH值至7，即得到所述高保水型聚羧酸减水剂，固含为40％。
其中，步骤(2)中滴加溶液A采用如下设备完成：滴加设备包括机架和箱体10，如图1所示，机架位于箱体10上方的部分固定有电机11，电机11的输出轴竖直朝下设置，电机11的输出轴上固定有转动杆12，转动杆12的下端延伸至箱体10内下部，转动杆12 的下端固定有搅拌桨13；所述转动杆12位于箱体10上方的部分上固定有第一齿轮14，第一齿轮14的一侧啮合有第二齿轮20，第一齿轮14和第二齿轮20的减速比为1:60，第二齿轮20的下方通过沿竖直方向布置的连杆21同轴固定连接有第一凸轮22，第一凸轮 22上端面的远轴点与近轴点之间沿着第一凸轮22的轮廓设置有第一挡板23；第一凸轮22 的上方同轴固定连接有第二凸轮24，第二凸轮24的下端面的远轴点与近轴点之间沿着第二凸轮24的轮廓设置有第二挡板25；第一凸轮22与第二凸轮24的形状大小完全一致，第一凸轮22的远轴点远离第二凸轮24的远轴点，第一凸轮22和第二凸轮24的结构如图 2和图3所示；机架上固定有沿水平方向布置的缸体30，缸体30位于箱体10的正上方，如图4所示，缸体30内部滑动密封连接有活塞31，活塞31的右端固定有沿水平方向布置的活塞杆26，如图6所示，活塞杆26大致为“Z”字型，如图2所示，活塞杆26的右端固定有沿竖直方向布置的矩形的推块261，推块261的上端可与第二挡板25的外侧壁贴合，推块261的下端可与第一挡板23的外侧壁贴合，如图4所示，缸体30的右端开口，缸体 30内部设置有弹簧32，弹簧32的一端固定在缸体30右侧壁上，弹簧32的另一端固定在活塞31上，缸体30右侧壁上设置有磁铁36，活塞31为电磁铁，电磁铁带电的过程中，电磁铁与磁铁36相互吸引；缸体30左端设置有单向进口阀33，缸体30的左下端设置有单向出口阀34，单向出口阀34位于箱体10正上方，单向出口阀34的外周套设有导流管 35，导流管35的下端面为椭圆形。导流管35的设置方便滴加溶液，避免溶液悬挂在缸体 30底部造成的浪费。单向进口阀33连接有吸管42，吸管42为硬管。
如图4所示，活塞31左侧开设有沿竖直方向布置的凹槽311，凹槽311内部滑动连接有浮球37，凹槽311口部的直径为浮球37直径的一半，避免浮球37从凹槽311内滑落，凹槽311的底部固定有沿竖直方向布置的电磁铁开关38，当电磁铁开关38被按压时，电磁铁通电，当电磁铁开关38被松开时，电磁铁断电；缸体30左侧壁底部设置有按压阀39，按压阀39的阀芯水平朝右布置，当按压阀39的阀芯被按压时按压阀39打开，当按压阀 39的阀芯被松开时，按压阀39关闭，当活塞31运动至缸体30的左端时，活塞31可按压到按压阀39的阀芯并且凹槽311内部与按压阀39连通。
缸体30内部有液体时，浮球37在液体的浮力作用下向上浮动，电磁铁开关38被松开，电磁铁断电；当活塞31运动至缸体30的左端时，活塞31按压到按压阀39的阀芯并且凹槽311内部与按压阀39连通，则凹槽311内部的液体从按压阀39排出，凹槽311内部的液体排出后，浮球37在重力作用下向下运动并且按压到电磁铁开关38，电磁铁通电使活塞31瞬间向缸体30的右端运动。电磁铁不用长时间通电，可节约能源，延长电磁铁的使用寿命。
如图1所示，箱体10的左侧壁的上部固定有水缸40，水缸40内盛装有水，水缸40内部滑动连接有储存待滴加溶液的滑动缸41，滑动缸41漂浮在水缸40内部并且可沿着水缸40上下滑动，如图5所示，吸管42的左端伸入滑动缸41内部并且被滑动缸41内部的溶液淹没，吸管42被滑动缸41内部溶液淹没的位置设置有标记线43。当标记线43浮出溶液液面时，为了避免缸体30内部吸入空气，需要向水缸40内部适当添加水使标记线43被溶液淹没。
电机11驱动转动杆12旋转，转动杆12带动搅拌桨13对箱体10内部进行搅拌；同时，转动杆12带动第一齿轮14旋转，第一齿轮14带动第二齿轮20旋转，第二齿轮20带动第一凸轮22和第二凸轮24旋转。
预先向水缸40内部加入水，随着滑动缸41内部的溶液的减小，滑动缸41在水的浮力作用下逐渐向上浮动，确保吸管42的下端始终被滑动缸41内部的溶液淹没。
根据需要滴加的时长，将溶液稀释成缸体30容积的整数倍，本实施例中，第一齿轮14 和第二齿轮20的减速比为1:60，滴加时长为60min，并且电机11的转速为240r/min，则凸轮的转速为4r/min，则缸体30每分钟吸液和排液4次，则缸体30总共排液240次，则需要将滑动缸41内部的溶液稀释为缸体30的容积的240倍。
将第一凸轮22上距离连杆21最远的一端命名为第一凸轮22的远轴点，将第一凸轮22 上距离连杆21最近的一端命名为第一凸轮22的近轴点；将第二凸轮24上距离连杆21最远的一端命名为第二凸轮24的远轴点，将第二凸轮24上距离连杆21最近的一端命名为第二凸轮24的近轴点。
初始状态下，活塞31位于缸体30左端，使第一挡板23位于第一凸轮22的远轴点上方的部分即将与活塞杆26分离，启动电机11，电机11旋转的同时，电磁铁开关38被按压，电磁铁带电，电磁铁与磁铁36相互吸引使活塞31瞬间快速压缩弹簧32并且向磁铁36靠近，按压阀39被松开，按压阀39关闭，缸体30内部产生负压，缸体30通过吸管42吸滑动缸 41内部的溶液；同时第二挡板25位于第二凸轮24的近轴点下方的部分刚刚与活塞杆26贴合，第二凸轮24旋转使第二挡板25推动活塞31缓慢地向左滑动，缸体30内部缓慢地排出溶液并且滴加至箱体10内部，直到缸体30内部的溶液全部排出，此时，第二挡板25位于第二凸轮24的远轴点上方的部分即将与活塞杆26分离；活塞31再次按压到按压阀39的阀芯并且凹槽311内部与按压阀39连通，则凹槽311内部的液体从按压阀39排出，凹槽311 内部的液体排出后，浮球37在重力作用下向下运动并且按压到电磁铁开关38，活塞31再次在电磁铁与磁铁36的吸引力下运动至缸体30的右端，第一挡板23再次推动活塞31向左滑动，并且不断重复。利用电磁铁使活塞31瞬间快速向右滑动吸液，并且利用第一挡板23和第二挡板25交替推动活塞31向左滑动排液，实现缸体30的瞬间吸液以及将吸入的溶液缓慢地滴加至箱体10中，实现溶液的连续匀速滴加，确保本减水剂的质量。
同理，进行溶液B的添加。
与现有的滴加装置相比，现有的滴加装置主要有高位槽滴加装置、蠕动泵滴加装置以及恒压滴液漏斗，其中高位槽滴加装置随着滴加的进行槽中的液位降低，槽中的压力越来越小，滴加量随时间会越来越少，如果不随时间调节滴加阀门，会导致单位时间内滴加量不同，即滴加不匀速，同时，在滴加总量不变的情况下，会延长滴加时间，以上情况会造成产品质量不稳定；而蠕动泵滴加装置，由于电压不稳会导致滴加不匀速，滴量波动较大；长时间使用，其转动的卡轮松紧会有变动，如不经常标定，会导致单位时间内蠕动滴加量不同，即滴加不均匀，也会造成产品质量不稳定；而恒压滴液漏斗实际工作中同样不能很稳定的控制滴加速度，而速度不均匀对成核影响很大，造成产品的质量不稳定；而本申请方案中的滴加装置可根据需要滴加的时长，将溶液稀释成缸体容积的整数倍，利用电磁铁使活塞瞬间快速向靠近凸轮的方向滑动吸液，并且利用第一挡板和第二挡板交替推动活塞向远离凸轮的方向滑动排液，实现缸体的瞬间吸液以及将吸入的溶液缓慢地滴加至箱体中，实现溶液的匀速滴加，确保产品的质量。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：
(1)将100份马来酸酐、750份聚乙二醇单甲醚(Mn＝750)及1g对甲苯磺酸加入到四口烧瓶中，在100℃下反应2小时，反应结束后降至室温，即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)将300gEPEG聚醚(Mn＝3000)和240g去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯21g，搅拌10min后加入双氧水2.6g；配制A、B溶液，其中A溶液：25g丙烯酸+1.2g甲基丙烯酸烯丙酯+30g 去离子水；B溶液：0.9gVC+2.3g巯基丙酸+去离子水；釜底溶液温度控制在20±2℃时开始同时滴加配制好的A、B溶液，其中A溶液连续滴加时间为60min，B液连续滴加时间为 70min，滴加结束后保温1.0h，即可得到共聚物。
(3)将步骤(2)中的共聚物用32％的碱溶液调节至pH值至7，即得到所述高保水型聚羧酸减水剂，固含为40％。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
(1)将98份马来酸酐、600份聚乙二醇单甲醚(Mn＝600)及1.47g对甲苯磺酸加入到四口烧瓶中，在100℃下反应2小时，反应结束后降至室温，即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)将300gEPEG聚醚(Mn＝3000)和220g去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯19g和巯基丙酸0.8g，搅拌10min后加入2.4g双氧水；配制A、B溶液，其中A溶液：25g丙烯酸+1.2g 甲基丙烯酸烯丙酯+30g去离子水；B溶液：0.8gVC+0.8g巯基丙酸+去离子水；釜底溶液温度控制在20±2℃时开始同时滴加配制好的A、B溶液，其中A溶液连续滴加时间为60min， B液连续滴加时间为70min，滴加结束后保温1.0h，即可得到共聚物。
(3)将步骤(2)中的共聚物用40％的碱溶液调节至pH值至7，即得到所述高保水型聚羧酸减水剂，固含为40％。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：
(1)将98份马来酸酐、600份聚乙二醇单甲醚(Mn＝600)及1.47g对甲苯磺酸加入到四口烧瓶中，在100℃下反应2小时，反应结束后降至室温，即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)将300gEPEG聚醚(Mn＝3000)和200g去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯19g和次磷酸钠3.5g，搅拌10min后加入2.8g双氧水；配制A、B溶液，其中A溶液：26g丙烯酸+0.8g 甲基丙烯酸烯丙酯+30g去离子水；B溶液：0.7gVC+去离子水；釜底溶液温度控制在20±2℃时开始同时滴加配制好的A、B溶液，其中A溶液连续滴加时间为60min，B液连续滴加时间为70min，滴加结束后保温1.0h，即可得到共聚物。
(3)将步骤(2)中的共聚物用40％的碱溶液调节至pH值至7，即得到所述高保水型聚羧酸减水剂，固含为40％。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于：
(1)将98份马来酸酐、600份聚乙二醇单甲醚(Mn＝600)及1.96g对甲苯磺酸加入到四口烧瓶中，在100℃下反应2小时，反应结束后降至室温，即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)将300gEPEG聚醚(Mn＝3800)和240g去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯15.8g以及巯基丙酸1.0g，搅拌10min后加入1.6g双氧水；配制A、B溶液，其中A溶液：21g丙烯酸+0.9g 甲基丙烯酸烯丙酯+30g去离子水；B溶液：0.35gE51+1.0g巯基丙酸+去离子水；釜底溶液温度控制在22℃～25℃时开始同时滴加配制好的A、B溶液，其中A溶液连续滴加时间为50min， B液连续滴加时间为60min，滴加结束后保温1.0h，即可得到共聚物。
(3)将步骤(2)中的共聚物用32％的碱溶液调节至pH值至7，即得到所述高保水型聚羧酸减水剂，固含为40％。
对实施例1到实施例5所制得的高保水型聚羧酸减水剂和普通聚羧酸减水剂及市售保水型聚羧酸减水剂进行混凝土性能测试，根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能实验方法》，测试其混凝土初始坍落度，初始扩展度，经时坍落度和扩展度，常压泌水率，采用海螺P.0 42.5普通硅酸盐水泥，混凝土配合比为：水泥280kg/m3，粉煤灰80kg/m3，山砂783kg/m3，石子1081kg/m3，水176kg/m3，测试结果如表1所示。
Figure RE-GDA0002651199470000101
由表1所示，市售保水型聚羧酸减水剂和本发明制备的保水型聚羧酸减水剂的混凝土常压泌水率均明显低于普通聚羧酸减水剂，说明保水性能明显优异于普通聚羧酸减水剂，而采用本发明制备的保水型聚羧酸减水剂的保水性能比市售保水型PCE更胜一筹，减水率与市售保水型PCE相当，但其保坍性能明显优异于市售保水型PCE，这是由于本发明制备方法中引入聚乙二醇单甲醚马来酸酯，在水泥水化的碱性环境下，逐渐水解释放-COOH，因此表现出优异的保坍性能。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，由单体A:乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)、单体B:丙烯酸、单体C:聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯、单体D:甲基丙烯酸烯丙酯、引发剂、催化剂、链转移剂和水通过自由基共聚反应，再加碱性溶液中和制备而成；其中，单体A、单体B、单体C、单体D的摩尔比为1：3～4：0.18～0.22：0.06～0.1，引发剂用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的2％～7％；链转移剂为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的5％～15％。
2.根据权利要求1所述的一种高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)分子量为3000～3800。
3.根据权利要求1所述的一种高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯为聚乙二醇单甲醚马来酸酐单酯，聚乙二醇单甲醚分子量为500～750。
4.根据权利要求1所述的一种高保水型聚羧酸减剂，其特征在于，所述引发剂为双氧水-VC或双氧水-E51；所述链转移剂为次磷酸钠或巯基丙酸；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
5.根据权利要求4所述的一种高保水型聚羧酸减剂，其特征在于，所述双氧水质量分数为27.5％～35％。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的一种高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)酯化反应
将聚乙二醇单甲醚和马来酸酐及对甲苯磺酸置于干燥反应器中，升温至100℃～120℃反应3h，降温至室温即得到聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯。
(2)聚合反应
将EPEG聚醚和去离子水加入到四口烧瓶中，开启搅拌，待聚醚单体完全溶解后，加入步骤(1)中生成的聚乙二醇单甲醚马来酸酐酯、链转移剂及双氧水。将丙烯酸、甲基丙烯酸酯和去离子水混合均匀配成溶液A液，将还原剂及去离子水混合均匀配成溶液B液，同时滴加A、B液，其中A液60min～70min，B液70min～80min，滴加完后保温1h。
反应结束后，加入质量分数为30％～40％的氢氧化钠溶液调节pH值至6～7，即得到保水型聚羧酸减水剂。
7.根据权利要求6所述的高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚乙二醇单甲醚与马来酸酐的摩尔比为1：1～1.1，对甲苯磺酸用量为马来酸酐质量的1％～3％。
8.根据权利要求6所述的高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应釜底浓度为50％～60％。
9.根据权利要求6所述的高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中滴加前反应釜底溶液温度控制在10℃～25℃，反应自升温过程中温度控制在40℃以下。
10.根据权利要求6所述的高保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中滴加结束后保温温度为自升温的最高温度，若反应过程中自升温高于40℃，则通过冷循环水降温至40℃，然后在40℃下保温1h。
CN202010763047.9A 2020-07-31 2020-07-31 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法 Pending CN111825811A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010763047.9A CN111825811A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010763047.9A CN111825811A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111825811A true CN111825811A (zh) 2020-10-27

Family

ID=72919231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010763047.9A Pending CN111825811A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111825811A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112552465A (zh) * 2020-12-09 2021-03-26 贵州石博士科技有限公司 一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102093521A (zh) * 2010-12-31 2011-06-15 四川吉龙化学建材有限公司 一种聚羧酸高保坍剂的制备方法
CN103450411A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 科之杰新材料集团有限公司 一种高保坍聚羧酸减水剂的制备方法
CN103897115A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 辽宁奥克化学股份有限公司 一种用作混凝土和易性改进剂的三元共聚物及其制备方法
CN104497228A (zh) * 2014-11-25 2015-04-08 四川吉龙化学建材有限公司 一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法
CN104761687A (zh) * 2015-03-20 2015-07-08 成都理工大学 耐温含氟高分子表面活性剂的制备方法
CN105712645A (zh) * 2015-12-31 2016-06-29 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种提高水泥基材料力学性能的外加剂及其制备方法
CN108046645A (zh) * 2018-01-15 2018-05-18 江苏苏博特新材料股份有限公司 中低坍落度混凝土用长效平稳保坍减水剂及其制备方法
CN108948284A (zh) * 2018-06-11 2018-12-07 清远市德诚化工科技有限公司 一种聚醚酯改性聚醚减水剂及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102093521A (zh) * 2010-12-31 2011-06-15 四川吉龙化学建材有限公司 一种聚羧酸高保坍剂的制备方法
CN103897115A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 辽宁奥克化学股份有限公司 一种用作混凝土和易性改进剂的三元共聚物及其制备方法
CN103450411A (zh) * 2013-08-28 2013-12-18 科之杰新材料集团有限公司 一种高保坍聚羧酸减水剂的制备方法
CN104497228A (zh) * 2014-11-25 2015-04-08 四川吉龙化学建材有限公司 一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法
CN104761687A (zh) * 2015-03-20 2015-07-08 成都理工大学 耐温含氟高分子表面活性剂的制备方法
CN105712645A (zh) * 2015-12-31 2016-06-29 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种提高水泥基材料力学性能的外加剂及其制备方法
CN108046645A (zh) * 2018-01-15 2018-05-18 江苏苏博特新材料股份有限公司 中低坍落度混凝土用长效平稳保坍减水剂及其制备方法
CN108948284A (zh) * 2018-06-11 2018-12-07 清远市德诚化工科技有限公司 一种聚醚酯改性聚醚减水剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
混凝土外加剂及其应用技术论坛编著: "<聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术新进展——2019>", 31 March 2019 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112552465A (zh) * 2020-12-09 2021-03-26 贵州石博士科技有限公司 一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法
CN112552465B (zh) * 2020-12-09 2023-08-29 重庆石博士新材料有限公司 一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102976655B (zh) 一种保坍型聚羧酸超塑化剂
JP6074517B2 (ja) スランプ保持型ポリカルボン酸塩系高性能流動化剤の製造方法
US5925184A (en) Cement composition
CN114195421A (zh) 一种用于机制砂混凝土的聚羧酸外加剂制备方法
CN108948288B (zh) 一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法
CN107474195B (zh) 一种聚羧酸保坍剂及其制备方法
CN103333297A (zh) 一种减缩型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法
WO2011034142A1 (ja) セメント混和剤、セメント組成物及びセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体
CN111944101A (zh) 一种适用于低品质骨料的高适应性聚羧酸减水剂的制备方法
EP1466930A2 (en) Polycarboxylic acid cement dispersant and method for producing concrete secondary product
CN110172128A (zh) 一种刷型聚羧酸高效降粘减水剂及其制备方法
CN111349199B (zh) 一种具有核壳结构的稳态聚羧酸超塑化剂及其制备方法
CN111825811A (zh) 一种高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN102503221B (zh) 环己醇接枝聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111533852A (zh) 一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法
CN105294949B (zh) 一种超早强聚羧酸减水剂及其制备方法
CN101602834B (zh) 一种聚羧酸类混凝土分散剂的制备方法
CN106916292A (zh) 一种聚氧烷基醚及其制备方法、由其所得的聚羧酸减水剂及制备方法
CN109503774B (zh) 一种温度敏感性小的聚羧酸减水剂
CN111348858B (zh) 一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111087552A (zh) 一种兼具高减水率和抗泥性的聚羧酸系减水剂的合成方法
CN111363159A (zh) 一种磺化苯乙烯-马来酸酐接枝聚醚型减缩型聚羧酸减水剂
CN108034027A (zh) 一种梳形聚羧酸减水剂及其制备方法
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
CN111349198B (zh) 一种增强型聚羧酸减水剂及其制备方法

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
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 550000 No.7, Gaoyue street, shawen ecological science and Technology Industrial Park, Guiyang National High tech Industrial Development Zone, Guiyang City, Guizhou Province

Applicant after: Guizhou shiboshi Technology Co.,Ltd.

Address before: Room b627, venture building, Jinyang science and Technology Industrial Park, Guiyang National High tech Industrial Development Zone, 550000, Guiyang City, Guizhou Province

Applicant before: GUIZHOU DR.SHI TECHNOLOGY Ltd.