CN114133494A - 高性能聚羧酸型减水剂及其常温制备方法、使用方法和应用 - Google Patents

高性能聚羧酸型减水剂及其常温制备方法、使用方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减水剂技术领域，具体涉及一种高性能聚羧酸型减水剂及其常温制备方法、使用方法和应用。所述高性能聚羧酸减水剂在15～50℃下聚合得到，由以下重量份数的原料组成：不饱和聚醚100份，丙烯酸5.0～25.0份，二甲基二烯丙基氯化铵0～8.0份，双氧水0.5～5.5份，L‑抗坏血酸0.1～2份，E51 0.1～1.5份，巯基丙酸1.0～5.0份，丙烯酸羟乙酯2.0～15.0份，丙烯酸羟丙酯2.0～10.0份，氢氧化钠1.0～7.0份，水120.0～350.0份。本发明的高性能聚羧酸减水剂聚合时间短，实现了缓慢释放的保坍效果，抗泥性能好，常温制备，降低了对生产设备温控条件的需求。

Description

高性能聚羧酸型减水剂及其常温制备方法、使用方法和应用
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域，具体涉及一种高性能聚羧酸型减水剂及其常温制备方法、使用方法和应用。
背景技术
随着混凝土技术的迅速发展，减水剂作为混凝土用量最大的外加剂也随之快速发展，聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高，保坍性优，可赋予混凝土材料各种优异性能，分子结构可设计等显著特征，成为近年来减水剂领域发展的热点。
但现有的聚羧酸减水剂合成过程需要大量持续的外部热源对反应器进行长时间的均匀加热或降温，使其维持在一个相对恒定的温度环境，能耗较大，不能够满足国家绿色环保的理念以及各生产企业对于节能减排以及生产效率提升的需求。
而且现有的聚羧酸减水剂多为阴离子表面活性剂，能够有选择性地吸附在带正电荷的微小颗粒表面，而水泥在水化初期，水泥颗粒表面带正电荷，而泥土颗粒表面一般带负电荷，不同性质的电荷发生中和，使得水泥颗粒表面带有的正电荷数量大大降低，从而影响聚羧酸减水剂分子在水泥颗粒表面的吸附量降低，导致聚羧酸减水剂的减水效果大大降低，同时，目前大部分混凝土的原材料砂子和石子都含有较高的含泥量，严重影响了聚羧酸减水剂的应用和推广。
为此，本领域迫切需要开发一种常温制备高性能聚羧酸减水剂的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高性能聚羧酸减水剂，单体转化率高，产品性能稳定，聚合时间短，能够实现缓慢释放的保坍效果，抗泥性能好，常温制备，降低了对生产设备温控条件的需求，工艺简单，可满足不同生产厂家的需求，为后续大生产奠定了基础，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益；
本申请还提供一种如上所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法；
本申请还提供一种如上所述的高性能聚羧酸减水剂的使用方法；
本申请还提供一种如上所述的常温制备高性能聚羧酸减水剂在对混凝土保坍效果要求高的建筑工程中的应用。
在第一方面中，本发明提供一种高性能聚羧酸减水剂，由以下重量份数的原料组成：
Figure BDA0003423777590000011
Figure BDA0003423777590000021
所述不饱和聚醚为乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种，数均分子量为1000-5000。
在第一方面的一种实施方式中，所述双氧水中过氧化氢的浓度为30wt％；
和/或，所述丙烯酸的用量为4.0～12.0份；
和/或，所述二甲基二烯丙基氯化铵的用量为2.0～4.0份；
和/或，所述双氧水的用量为2.0～4.0份；
和/或，所述L-抗坏血酸的用量为0.2～0.4份；
和/或，所述E51的用量为0.1～0.3份；
和/或，所述巯基丙酸的用量为1.0～5.0份；
和/或，所述丙烯酸羟乙酯的用量为8.0～10.0份；
和/或，所述丙烯酸羟丙酯的用量为2.0～6.0份；
和/或，所述氢氧化钠的用量为2.0～4.0份；
和/或，所述水的用量为200～320份，上述份数皆为重量份。
在第一方面的一种实施方式中，所述聚羧酸减水剂为无色至淡黄色透明液体，固含量为30wt％-50wt％，较佳地为50wt％。
本发明的通过选择合适的氧化还原体系、分子量调节剂、表面活性剂以及相关助剂等，实现常温条件下制备高性能聚羧酸型减水剂。本发明的聚羧酸减水剂通过引入带正电荷的表面活性剂，大大提高聚羧酸减水剂分子表面活性，且在一定程度上降低了现有不饱和酸类的用量，合成过程更加安全。本发明引入阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，其为水溶性极强的阳离子型表面活性剂，正电荷密度高，利用其所带正电荷对泥土的强烈吸附作用，屏蔽阻隔泥土对减水剂的吸附，从而减少了减水剂的消耗量。
本发明的聚羧酸减水剂单体转化率高，产品性能稳定，聚合时间短，能够实现缓慢释放的保坍效果，且有一定的抗泥性能。
在第二方面中，本发明提供一种制备如第一方面所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，所述方法步骤如下：
在搅拌条件下，混合物A搅拌均匀后升温至15℃～50℃，向混合物A中加入双氧水，搅拌均匀后滴加溶液B、溶液C，滴加完毕后继续在15℃～50℃进行保温聚合反应，反应结束后加氢氧化钠中和调节pH至5-7，用水调节至所需固含量，得到高性能聚羧酸减水剂。
其中，所述混合物A由不饱和聚醚和水混合得到；
所述溶液B由丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、巯基丙酸和水混合得到；
其中，所述溶液C由L-抗坏血酸、E51和水混合得到。
在第二方面的一种实施方式中，溶液B于40～70分钟内滴完，溶液C于50～90分钟内滴完；溶液B和溶液C同时滴加到聚合反应釜中，溶液C较溶液B滴加时间延长10～30分钟。
在第二方面的一种实施方式中，混合物A由100重量份不饱和聚醚和50～120重量份水混合得到；
溶液B由5.0～25.0重量份丙烯酸、0～8.0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、2.0～15.0重量份丙烯酸羟乙酯、2.0～10.0重量份丙烯酸羟丙酯、1.0～5.0重量份巯基丙酸和20～55重量份水混合得到。
溶液C由0.1～2重量份L-抗坏血酸、0.1～1.5重量份E51和30～70重量份水混合得到。
在第二方面的一种实施方式中，保温聚合反应时间为30～120分钟。
在第二方面的一种实施方式中，所述聚羧酸减水剂的固含量为30wt％～50wt％，较佳地为50wt％。
在第二方面的一种实施方式中，其包括下述步骤：
(1)将混合物A投入聚合反应釜中，常温搅拌均匀备用；
(2)在搅拌条件下，保持混合物A的温度为15℃～50℃，向混合物A中加入2.0～4.0重量份双氧水；
(3)加入双氧水后搅拌均匀，向混合物A中滴加溶液B和溶液C，同时进行聚合反应，聚合反应起始温度为15℃～50℃；
(4)溶液B、溶液C滴加完毕后，继续保温进行聚合反应30～120分钟；
(5)用水调节固含量至30wt％～50wt％，得到所述常温制备高性能聚羧酸减水剂。
其中，在步骤(3)中，溶液B于40～70分钟内滴完，溶液C于50～90分钟内滴完；溶液B和溶液C同时滴加到聚合反应釜中，溶液C较溶液B滴加时间延长10～30分钟。
其中，混合物A由100重量份不饱和聚醚和50～120重量份水混合得到；
其中，溶液B由4.0～12.0重量份丙烯酸、2.0～4.0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、9.0～10.0重量份丙烯酸羟乙酯、2.0～6.0重量份丙烯酸羟丙酯、2.0～4.0重量份巯基丙酸和20～55重量份水混合得到；
其中，溶液C由0.2～0.4重量份L-抗坏血酸、0.1～0.3重量份E51和30～70重量份水混合得到。
其中，混合物A、溶液B、溶液C中所述水和步骤(5)中后补水的总用量为120.0～350.0重量份，较佳地为200～320重量份。
在第二方面的一种实施方式中，在步骤(3)和(4)中，所述聚合反应的初始温度为15℃～50℃。
本发明的聚羧酸减水剂降低了对生产设备温控条件的需求，工艺简单，可满足不同生产厂家的需求，为后续大生产奠定了基础，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
在第三方面中，本发明提供一种如第一方面所述的高性能聚羧酸减水剂的使用方法，所述使用方法包括将所述聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中；或者，将所述聚羧酸减水剂添加到混凝土中。
在第三方面的一种实施方式中，当将所述聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中时，所述聚羧酸减水剂的添加量为水泥重量的0.30wt％。
在第三方面的一种实施方式中，当将所述聚羧酸减水剂添加到混凝土中时，所述聚羧酸减水剂的添加量为水泥重量的0.40wt％。
在第四方面中，本发明提供一种如第一方面所述的高性能聚羧酸减水剂在对混凝土保坍效果以及抗泥性能要求高的建筑工程中的应用。
在第四方面的一种实施方式中，所述建筑工程包括型桥梁、超长隧道、高速公路、大坝工程、高铁工程、高层建筑等。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明的聚羧酸系减水剂具有高和易性，保坍效果良好，且兼具一定的抗泥性能，其为无色至淡黄色透明液体，固含量为30wt％-50wt％，当在混凝土中所述减水剂的添加量为水泥重量的0.40％时，新拌混凝土初始坍落度好，扩展度大，减水率高，而且1h保持也较好，能够提高混凝土保水性，适用于对混凝土初始减水及保坍要求高的建筑工程；
(2)本发明聚羧酸减水剂的制备过程中涉及的不饱和聚醚在聚合过程中形成侧链，产生空间位阻作用，防止水泥颗粒凝聚，保持分散性，不饱和聚醚可与丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等发生聚合反应，双氧水和L-抗坏血酸、E51、七水硫酸亚铁形成氧化还原体系，作为引发剂，使各单体参与聚合反应；巯基丙酸作为链转移剂，控制合成减水剂的分子量；引入阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，阳离子基团可深入到空间中形成吸附层，抑制自由水与粘土之间的接触，进而提升合成减水剂的抗泥性能；
(3)本发明聚羧酸系减水剂的制备方法中引入了阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，其产生的NH+3可与水泥中带负电的硅酸盐作用，同时合成的减水剂存在正、负电荷中心可使分子构象得到充分伸展，也延长了构象的保持时间，使分散性的维持能力加强，从而提升了保坍能力。且因黏土呈负电性，聚羧酸分子中的阳离子可通过静电吸引作用，吸附在黏土的表面和层间，降低水分子与黏土接触，防止其吸水膨胀；另外阳离子存在的聚羧酸减水剂也可降低其对无机盐离子的敏感性，也有助于其抗泥性的提升；该小料无味环保，同时能够提高聚羧酸减水剂抗泥性和保坍性，扩展其应用场景，有利于该聚羧酸减水剂的应用和推广；
(4)本发明聚羧酸系减水剂的制备方法工艺简单、操作方便，合成周期短，节能降耗，利于大规模工业化生产。
具体实施方式
术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本申请中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。
在一种具体实施方式中，本申请提供了一种常温制备高性能聚羧酸减水剂，其由原料制得，其原料包括如下以重量份计的组分：100份不饱和聚醚、5.0～25.0份丙烯酸、0～8.0份二甲基二烯丙基氯化铵、0.5～5.5份双氧水、0.1～2份L-抗坏血酸、0.1～1.5份E51、1.0～5.0份巯基丙酸、2.0～15.0丙烯酸羟乙酯、2.0～10.0份丙烯酸羟丙酯、1.0～7.0份氢氧化钠和120.0～350.0份水。且所述不饱和聚醚为乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种，数均分子量为1000-5000。
本发明中，所述不饱和聚醚为乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚为市售产品，较佳地由上海东大化学有限公司提供。所述的不饱和聚醚的分子量较佳地为1000～5000。所述的不饱和聚醚在聚合过程中形成侧链，产生空间位阻作用，防止水泥颗粒凝聚，保持分散性。不饱和聚醚可与丙烯酸、丙烯酸羟乙酯等发生聚合反应。双氧水和L-抗坏血酸、E51形成氧化还原体系，作为引发剂，使各单体参与聚合反应。巯基丙酸作为链转移剂，控制合成减水剂的分子量。引入阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵，阳离子基团可深入到空间中形成吸附层，抑制自由水与粘土之间的接触，进而提升合成减水剂的抗泥性能
其中，所述双氧水中过氧化氢的浓度为本领域常规浓度，一般为30wt％。
其中，所述丙烯酸的用量为4.0～12.0份；所述二甲基二烯丙基氯化铵的用量为2.0～4.0份；所述双氧水的用量为2.0～4.0份；所述L-抗坏血酸的用量为0.2～0.4份；所述E51的用量为0.1～0.3份；所述丙烯酸羟乙酯的用量为8.0～10.0份；所述丙烯酸羟丙酯的用量为2.0～6.0份；所述氢氧化钠的用量为2.0～4.0份；所述水的用量为200～320份，上述份皆为重量份。
本发明中，所述一种常温制备高性能聚羧酸减水剂为无色至淡黄色透明液体，固含量较佳地为30wt％～50wt％，更佳地为50wt％。
在搅拌条件下，混合物A搅拌均匀后升温至15℃～50℃，向混合物A中加入双氧水，搅拌均匀后滴加溶液B、溶液C，滴加完毕后继续在15℃～50℃进行保温聚合反应，反应结束后加氢氧化钠中和调节pH至5-7，用水调节至所需固含量，得到高性能聚羧酸减水剂。
其中，所述混合物A由不饱和聚醚和水混合得到；所述溶液B由丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、巯基丙酸和水混合得到；所述溶液C由L-抗坏血酸、E51和水混合得到。
较佳地，所述一种30wt％～50wt％的制备方法，其包括下述步骤：
(1)将100重量份不饱和聚醚和50～120重量份水投入聚合反应釜中，搅拌均匀，得到混合物A，备用；
(2)在搅拌条件下，保持混合物A的温度为15℃～50℃，向混合物A中加入2.0～4.0重量份双氧水；
(3)加入双氧水后搅拌均匀，向混合物A中滴加溶液B和溶液C，同时进行聚合反应，聚合反应初始温度为15℃～50℃，反应温度为15℃～50℃；其中，溶液B于40～70分钟内滴完，溶液C于50～90分钟内滴完；溶液B由4.0～12.0重量份丙烯酸、2.0～4.0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、9.0～10.0重量份丙烯酸羟乙酯、2.0～6.0重量份丙烯酸羟丙酯、2.0～4.0重量份巯基丙酸和20～55重量份水混合得到；溶液C由0.2～0.4重量份L-抗坏血酸、0.1～0.3重量份E51和30～70重量份水混合得到；
(4)滴加完毕后，继续于15～50℃保温进行聚合反应30～120分钟；
(5)用水调节固含量至30wt％～50wt％混合均匀，得到所述常温制备高性能聚羧酸减水剂。
其中，混合物A、溶液B、溶液C中所述水和步骤(5)中后补水的总用量为120.0～350.0重量份，较佳地为200～320重量份。
步骤(3)和(4)中，所述聚合反应的温度较佳地为15℃～35℃。
步骤(3)中，对于所述搅拌的速度没有特殊要求，只要能够使溶液B、溶液C与混合物A混合均匀即可。
本发明还提供了所述一种高性能聚羧酸减水剂的使用方法，其为：将所述聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，所述聚羧酸减水剂的添加量为水泥重量的0.30wt％；或为：将所述聚羧酸减水剂添加到混凝土中，所述聚羧酸减水剂的添加量为水泥重量的0.40wt％。
本发明所述的聚羧酸系减水剂适用于高层建筑物、大跨度桥梁、海洋钻井平台、隧道、大坝或机场等对混凝土保坍性能及抗泥性能要求高的建筑工程中。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本申请各较佳实例。
本申请所用试剂和原料均市售可得。
实施例
下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。
实施例1
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取100重量份数均分子量1000的乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和50重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度15℃，备用；
溶液B的配制：称取25重量份丙烯酸、0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、1重量份巯基丙酸、2重量份丙烯酸羟乙酯、10重量份丙烯酸羟丙酯和55重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取0.1重量份L-抗坏血酸、1.5重量份E51和30重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在15℃时，先加入0.5重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于40分钟滴完，溶液C于50分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应30分钟；
(3)后补水：加入6重量份水调节固含量至50％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例1采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到230mm，1小时流动度保持在210mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为185mm，初始扩展度为470mm，1小时坍落度保持在190mm，1小时扩展度为455mm。
实施例2
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取100重量份数均分子量1000的二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和60重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度20℃，备用；
溶液B的配制：称取21重量份丙烯酸、2重量份二甲基二烯丙基氯化铵、1.5重量份巯基丙酸、4重量份丙烯酸羟乙酯、8重量份丙烯酸羟丙酯和50重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取0.4重量份L-抗坏血酸、1.3重量份E51和35重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在20℃时，先加入1.2重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于45分钟滴完，溶液C于55分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应45分钟；
(3)后补水：加入25重量份水调节固含量至45.41％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例2采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到235mm，1小时流动度保持在213mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为190mm，初始扩展度为475mm，1小时坍落度保持在200mm，1小时扩展度为465mm。
实施例3
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取100重量份数均分子量3000的乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和70重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度25℃，备用；
溶液B的配制：称取18重量份丙烯酸、3重量份二甲基二烯丙基氯化铵、2重量份巯基丙酸、6重量份丙烯酸羟乙酯、7重量份丙烯酸羟丙酯和45重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取0.7重量份L-抗坏血酸、1.1重量份E51和40重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在25℃时，先加入2重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于50分钟滴完，溶液C于60分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应55分钟；
(3)后补水：加入45重量份水调节固含量至41.66％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例3采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到245mm，1小时流动度保持在215mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为205mm，初始扩展度为490mm，1小时坍落度保持在205mm，1小时扩展度为475mm。
实施例4
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取数均分子量3000的二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和80重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度30℃，备用；
溶液B的配制：称取15重量份丙烯酸、4重量份二甲基二烯丙基氯化铵、2.5重量份巯基丙酸、8重量份丙烯酸羟乙酯、6重量份丙烯酸羟丙酯和40重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取1.0重量份L-抗坏血酸、0.9重量份E51和45重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在30℃时，先加入2.8重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于55分钟滴完，溶液C于65分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应65分钟；
(3)后补水：加入65重量份水调节固含量至38.54％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例4采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到260mm，1小时流动度保持在225mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为210mm，初始扩展度为510mm，1小时坍落度保持在215mm，1小时扩展度为495mm。
实施例5
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取数均分子量3000羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚和90重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度30℃，备用；
溶液B的配制：称取12重量份丙烯酸、5重量份二甲基二烯丙基氯化铵、3重量份巯基丙酸、10重量份丙烯酸羟乙酯、5重量份丙烯酸羟丙酯和35重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取1.3重量份L-抗坏血酸、0.7重量份E51和50重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在35℃时，先加入3.6重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于60分钟滴完，溶液C于70分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应80分钟；
(3)后补水：加入85重量份水调节固含量至35.90％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例5采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到250mm，1小时流动度保持在220mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为210mm，初始扩展度为510mm，1小时坍落度保持在210mm，1小时扩展度为490mm。
实施例6
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取数均分子量5000的乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和90重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度35℃，备用；
溶液B的配制：称取9重量份丙烯酸、6重量份二甲基二烯丙基氯化铵、3.5重量份巯基丙酸、12重量份丙烯酸羟乙酯、4重量份丙烯酸羟丙酯和30重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取1.6重量份L-抗坏血酸、0.5重量份E51和55重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在40℃时，先加入4.2重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于65分钟滴完，溶液C于75分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应100分钟；
(3)后补水：加入105重量份水调节固含量至33.53％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例6采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到245mm，1小时流动度保持在215mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为215mm，初始扩展度为505mm，1小时坍落度保持在205mm，1小时扩展度为485mm。
实施例7
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取数均分子量5000的二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和110重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度45℃，备用；
溶液B的配制：称取7重量份丙烯酸、7重量份二甲基二烯丙基氯化铵、4重量份巯基丙酸、14重量份丙烯酸羟乙酯、3重量份丙烯酸羟丙酯和25重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取1.8重量份L-抗坏血酸、0.3重量份E51和60重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在45℃时，先加入5重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于68分钟滴完，溶液C于80分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应110分钟；
(3)后补水：加入125重量份水调节固含量至31.64％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例7采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到245mm，1小时流动度保持在210mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为200mm，初始扩展度为500mm，1小时坍落度保持在200mm，1小时扩展度为470mm。
实施例8
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取数均分子量5000的羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚和120重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度50℃，备用；
溶液B的配制：称取5重量份丙烯酸、8重量份二甲基二烯丙基氯化铵、5重量份巯基丙酸、15重量份丙烯酸羟乙酯、2重量份丙烯酸羟丙酯和20重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取2重量份L-抗坏血酸、0.1重量份E51和70重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在50℃时，先加入5.5重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于70分钟滴完，溶液C于90分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应120分钟；
(3)后补水：加入137重量份水调节固含量至30.12％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将实施例8采用一种常温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到240mm，1小时流动度保持在210mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为190mm，初始扩展度为490mm，1小时坍落度保持在190mm，1小时扩展度为450mm。
对比例1
本对比例采用高温反应合成聚羧酸系减水剂：
(1)聚合前准备：
混合物A的配制：称取100重量份数均分子量1000的乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚和50重量份水，投入聚合反应釜中，搅拌均匀，聚合反应温度15℃，备用；
溶液B的配制：称取25重量份丙烯酸、0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、1重量份巯基丙酸、2重量份丙烯酸羟乙酯、10重量份丙烯酸羟丙酯和55重量份水，备滴加；
溶液C的配制：称取0.1重量份L-抗坏血酸、1.5重量份E51和30重量份水，搅拌均匀，备滴加；
(2)聚合：步骤(1)已投入混合物A的聚合反应釜，开动搅拌，起始温度在70℃时，先加入0.5重量份双氧水，搅拌3～5分钟，同时滴加溶液B和溶液C，控制滴加速度，溶液B于40分钟滴完，溶液C于50分钟滴完；滴加完毕后，继续保温聚合反应30分钟；
(3)后补水：加入6重量份水调节固含量至50％即可快速制得聚羧酸系减水剂。
将对比例1采用一种高温制备高性能聚羧酸减水剂添加到水泥净浆中，添加量为水泥重量的0.30％，可使水灰比为0.29的水泥净浆初始流动度达到230mm，1小时流动度保持在200mm。添加到混凝土中，添加量为水泥重量的0.40％，初始坍落度为185mm，初始扩展度为460mm，1小时坍落度保持在185mm，1小时扩展度为450mm。
按照实施例1～8和对比例1的方法和步骤，按照表1的配方快速合成的聚羧酸系减水剂，并根据表1中所示添加量将得到的聚羧酸系减水剂按相同掺量添加到水泥净浆以及混凝土中，所得水泥净浆以及混凝土的性能数据同样见表1。
表1实施例1-8与对比例1的原料、实验条件以及性能数据比较
Figure BDA0003423777590000121
Figure BDA0003423777590000131
Figure BDA0003423777590000141
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：
Figure FDA0003423777580000011
所述不饱和聚醚为乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、二乙二醇单乙烯基醚聚氧乙烯醚、羟丁基单乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种，数均分子量为1000-5000。
2.根据权利要求要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：聚羧酸减水剂的固含量为30wt％-50wt％。
3.一种权利要求1或2所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：步骤如下：
在搅拌条件下，混合物A搅拌均匀后升温至15℃～50℃，向混合物A中加入双氧水，搅拌均匀后滴加溶液B、溶液C，滴加完毕后继续在15℃～50℃进行保温聚合反应，反应结束后加氢氧化钠中和调节pH至5-7，用水调节至所需固含量，得到高性能聚羧酸减水剂；
其中，混合物A由不饱和聚醚和水混合得到；溶液B由丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、巯基丙酸和水混合得到；溶液C由L-抗坏血酸、E51和水混合得到。
4.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：溶液B于40～70分钟内滴完，溶液C于50～90分钟内滴完。
5.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：混合物A由100重量份不饱和聚醚和50～120重量份水混合得到。
6.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：溶液B由5.0～25.0重量份丙烯酸、0～8.0重量份二甲基二烯丙基氯化铵、2.0～15.0重量份丙烯酸羟乙酯、2.0～10.0重量份丙烯酸羟丙酯、1.0～5.0重量份巯基丙酸和20～55重量份水混合得到。
7.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：溶液C由0.1～2重量份L-抗坏血酸、0.1～1.5重量份E51和30～70重量份水混合得到。
8.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于：保温聚合反应时间为30～120分钟。
9.一种权利要求1或2所述的高性能聚羧酸型减水剂的使用方法，其特征在于：将所述高性能聚羧酸型减水剂添加到水泥净浆或混凝土中使用。
10.一种权利要求1或2所述的高性能聚羧酸型减水剂的应用，其特征在于：用于建筑工程中。
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