CN114409855A - 一种缓释型保坍剂及其制备方法 - Google Patents
一种缓释型保坍剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114409855A CN114409855A CN202210049361.XA CN202210049361A CN114409855A CN 114409855 A CN114409855 A CN 114409855A CN 202210049361 A CN202210049361 A CN 202210049361A CN 114409855 A CN114409855 A CN 114409855A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slow
- slump retaining
- retaining agent
- parts
- unsaturated
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 76
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 24
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims abstract description 18
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 36
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 15
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 15
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCOC(=O)C=C QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BYDRTKVGBRTTIT-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-en-1-ol Chemical compound CC(=C)CO BYDRTKVGBRTTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ASUAYTHWZCLXAN-UHFFFAOYSA-N prenol Chemical compound CC(C)=CCO ASUAYTHWZCLXAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 31
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 13
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 18
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- -1 isobutenyl Chemical group 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005394 methallyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 2
- 125000001844 prenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- PLFFHJWXOGYWPR-HEDMGYOXSA-N (4r)-4-[(3r,3as,5ar,5br,7as,11as,11br,13ar,13bs)-5a,5b,8,8,11a,13b-hexamethyl-1,2,3,3a,4,5,6,7,7a,9,10,11,11b,12,13,13a-hexadecahydrocyclopenta[a]chrysen-3-yl]pentan-1-ol Chemical compound C([C@]1(C)[C@H]2CC[C@H]34)CCC(C)(C)[C@@H]1CC[C@@]2(C)[C@]4(C)CC[C@@H]1[C@]3(C)CC[C@@H]1[C@@H](CCCO)C PLFFHJWXOGYWPR-HEDMGYOXSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010944 pre-mature reactiony Methods 0.000 description 1
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
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
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
- C04B24/161—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups
- C04B24/163—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/165—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds 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
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/38—Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
-
- 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
- C04B2103/308—Slump-loss preventing agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明涉及一种缓释型保坍剂及其制备方法，缓释型保坍剂的制备原料包括：不饱和聚醚大单体2000～3000份；引发剂5～15份；不饱和酸40～120份；不饱和功能单体150～300份；以及水1500～2000份；其中，不饱和功能单体中含有羟基、磺酸基和酯基。本发明制得缓释型保坍剂引入了含有羟基、磺酸基和酯基的不饱和功能单体，阻碍了混凝土中水泥的水化，从而起到缓释作用，本发明制得的缓释型保坍剂与普通减水剂配合使用时，可适当减少减水剂用量，性价比更高；同时可以增加缓释型保坍剂用量，满足施工长时间保坍要求。
Description
技术领域
本发明涉及建筑外加剂技术领域，特别涉及一种缓释型保坍剂及其制备方法。
背景技术
聚羧酸型减水剂中含有可电离的阴离子官能团(羧基、磺酸基和羟基)，阴离子官能团在水中电离后，通过离子间作用力使减水剂分子吸附并锚固在水泥颗粒表面并发挥分散作用，从而起到减水的作用。聚羧酸减水剂具有掺量低，减水率高等优点，但随着机制砂市场占有率越来越高，减水剂对砂石集料的适应性和敏感性问题逐渐凸显，由此引起混凝土保坍性能不足，难以满足市场需求。
普通聚羧酸减水剂分子结构中的羧基、磺酸基和羟基的吸附能力强，初始分散性能好，使得普通聚羧酸减水剂的分散能力在短时间内释放出来，导致混凝土容易出现坍落度损失过快的问题。
发明内容
基于此，本发明提供一种能缓慢释放羟基、磺酸基和羧基的缓释型保坍剂及其制备方法。
一种缓释型保坍剂，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料包括：
其中，所述不饱和功能单体的分子结构含有羟基、磺酸基和酯基。
优选地，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
链转移剂 2～9份。
优选地，所述链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇和异丙醇中的至少一种
优选地，以重量分数计，所述引发剂包括：
氧化剂 5～10份；以及
还原剂 1～5份。
优选地，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
不饱和酯类单体 40～80份。
优选地，所述不饱和酯类单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸二甲胺基乙脂中的至少一种。
优选地，所述聚醚大单包括异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚和甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
优选地，所述不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸中的至少一种。
本发明还提供一种缓释型保坍剂的制备方法，所述缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
以重量份数计，将2000～3000份不饱和聚醚大单体、5～15份引发剂、 40～120份不饱和酸、150～300份不饱和功能单体和1500～2000份水置于反应器中发生共聚反应，反应结束，即得所述缓释型保坍剂；
其中，所述不饱和功能单体的分子结构含有羟基、磺酸基和酯基。
优选地，所述缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
将不饱和聚醚大单体、不饱和酸和水置于反应器中，搅拌均匀，即得第一混合液；
向所述第一混合液中同时滴加A液、B液发生共聚反应，反应结束，即得所述缓释型保坍剂；
其中，A液为引发剂和水的混合液，B液为不饱和酸、不饱和功能单体和水的混合液。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明制得缓释型保坍剂引入了含有羟基、磺酸基和酯基的不饱和功能单体，引发剂首先分解产生引发剂自由基，引发剂自由基分别转移至不饱和聚醚大单体、不饱和酸、不饱和功能单体在溶剂水的环境条件下进而发生共聚反应，得到缓释型保坍剂。
首先，水泥水化使得混凝土的整个环境处于碱性条件，在水泥水化初期，由于磺酸基吸附在水泥颗粒表面形成酸酐，减缓了混凝土中水泥的水化速度，从而减缓碱性条件的形成，缓释型保坍剂分子结构中的酯基以及由磺酸基形成的酸酐在碱性条件下会发生水解，释放出羧基、磺酸基和羟基，进而减缓了缓释型保坍剂分子结构中的酯基以及由磺酸基形成的酸酐水解成羧基、磺酸基和羟基，从而起到缓释作用，使得缓释型保坍剂的减水性能保持能力增强即保坍性能强。
其次，水解产生的羟基易与混凝土中的水分子通过氢键缔合，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，阻碍了混凝土中水泥的水化，从而起到缓释作用。
此外，本发明制得的缓释型保坍剂与普通减水剂配合使用时，可由普通减水剂提供初始流动性，在水泥水化过程中，水泥的水化产物逐渐消耗和覆盖普通减水剂，此时水泥浆体呈碱性，缓释型保坍剂逐渐缓慢水解出有缓释作用的羧基和羟基，羧基和羟基吸附到水泥颗粒表面，使混凝土具有更好的流动保持性能及保坍性，可适当减少普通减水剂用量，性价比更高；同时可以增加缓释型保坍剂用量，满足施工长时间保坍要求。
附图说明
图1为不饱和功能单体的红外谱图；
图2为本发明制得的缓释型保坍剂的红外谱图；
图3为本发明制得的缓释型保坍剂和不饱和聚醚大单体的凝胶渗透色谱图(GPC)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种缓释型保坍剂，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料包括：
其中，功能单体分子结构中含有羟基、磺酸基和酯基。
本发明制得缓释型保坍剂引入了含有羟基、磺酸基和酯基的不饱和功能单体，引发剂首先分解产生引发剂自由基，引发剂自由基分别转移至不饱和聚醚大单体、不饱和酸、不饱和功能单体在溶剂水的环境条件下进而发生共聚反应，得到缓释型保坍剂。
首先，水泥水化使得混凝土的整个环境处于碱性条件，在水泥水化初期，由于磺酸基吸附在水泥颗粒表面形成酸酐，减缓了混凝土中水泥的水化速度，从而减缓碱性条件的形成，缓释型保坍剂分子结构中的酯基以及由磺酸基形成的酸酐在碱性条件下会发生水解，释放出羧基、磺酸基和羟基，进而减缓了缓释型保坍剂分子结构中的酯基以及由磺酸基形成的酸酐水解成羧基、磺酸基和羟基，从而起到缓释作用，使得缓释型保坍剂的减水性能保持能力增强即保坍性能强。
其次，羟基易与混凝土中的水分子通过氢键缔合，使水泥颗粒表面形成了一层稳定的溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，阻碍了混凝土中水泥的水化，从而起到缓释作用。
此外，本发明制得的缓释型保坍剂与普通减水剂配合使用时，可由普通减水剂提供初始流动性，在水泥水化过程中，水泥的水化产物逐渐消耗和覆盖普通减水剂，此时水泥浆体呈碱性，缓释型保坍剂逐渐缓慢水解出有缓释作用的羧基和羟基，羧基和羟基吸附到水泥颗粒表面，使混凝土具有更好的流动保持性能及保坍性，可适当减少普通减水剂用量，性价比更高；同时可以增加缓释型保坍剂用量，满足施工长时间保坍要求。
在一些实施例中，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
链转移剂 2～9份。
具体地，加入链转移剂可以控制链转移缓释型保坍剂的共聚度，从而达到控制缓释型保坍剂的分子量的目的。
在一些实施例中，链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇和异丙醇中的至少一种。
在一些实施例中，以重量分数计，引发剂包括：
氧化剂 5～10份；以及
还原剂 1～5份。
在一些实施例中，氧化剂包括过氧化氢、过氧苯甲酰、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。
在一些实施例中，还原剂包括抗环血酸、亚硫酸氢钠和硫酸亚铁中的至少一种。
在一些实施例中，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
不饱和酯类单体40～80份。
具体地，不饱和酯类单体中含有酯基，在缓释型保坍剂分子结构中加入不饱和酯类单体以增加缓释型保坍剂分子中酯基的含量，酯基可以水解出羟基和羧基，从而使得制得的缓释型保坍剂具有更好的减水性、减水性能保持性即保坍性。
在一些实施例中，不饱和酯类单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸二甲胺基乙脂中的至少一种。
在一些实施例中，聚醚大单包括异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚和甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
在一些实施例中，不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸中的至少一种。
本发明还提供一种缓释型保坍剂的制备方法，缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
以重量份数计，将2000～3000份不饱和聚醚大单体、5～15份引发剂、 40～120份不饱和酸、150～300份不饱和功能单体和1500～2000份水置于反应器中发生共聚反应，反应结束，即得缓释型保坍剂；
其中，不饱和功能单体的分子结构含有羟基、磺酸基和酯基。
具体地，引发剂首先分解产生引发剂自由基，引发剂自由基分别转移至不饱和聚醚大单体、不饱和酸、不饱和功能单体在溶剂水的环境条件下进而发生共聚反应，得到缓释型保坍剂。
在一些实施例中，不饱和聚醚大单体的分子量为2000-5000，不饱和功能单体的分子量110-170，不饱和酸的分子量为70-135。
在一些实施例中，缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
S100，将不饱和聚醚大单体、不饱和酸和水置于反应器中，搅拌均匀，即得第一混合液。
具体地，先将不饱和聚醚大单体、不饱和酸和水进行搅拌，使不饱和聚醚大单体、不饱和酸、和水完全互溶，以便S200中的共聚反应更充分。
在一些实施例中，S100步骤中和的搅拌时间为10～15min。
S200，向第一混合液中同时滴加A液、B液发生共聚反应，反应结束，即得缓释型保坍剂；
其中，A液为引发剂和水的混合液，B液为不饱和酸、不饱和功能单体和水的混合液。
具体地，加入引发剂后，引发剂产生引发剂自由基，进而引发不饱和聚醚大单体、不饱和酸、不饱和功能单体的共聚反应，采用滴加的方式滴加引发剂，可控制共聚反应的速率，从而达到防止不饱和聚醚大单体、不饱和酸、不饱和功能单体的共聚反应出现暴聚。
在一些实施例中，A液为引发剂、2～9份重量份的链转移剂和水的混合液，加入链转移剂可以控制链转移缓释型保坍剂的共聚度，从而达到控制缓释型保坍剂的分子量的目的。
在一些实施例中，当A液中的引发剂包括氧化剂和还原剂时，A液包括 A1液和A2液，其中A1液包括5～10重量份的氧化剂，A2液包括1～5份重量份的还原剂和水，在滴加A2液前10～15min先将含氧化剂A1液加入到第一混合液中，以避免氧化剂和还原剂过早反应而导致引发剂量减少，从而导致S200中的共聚反应出现反应不充分。
进一步地，以重量份数计，步骤S100、S200中的水的总用量为1500～2000 份。
在一些实施例中，在S200步骤中，滴加A液、B液的时间为150～180min，滴加完毕后再恒温反应0.5～1h。
在一些实施例中，为了使制得的缓释型保坍剂的性能更稳定，可以向制得的缓释型保坍剂中加碱调节PH至4～6。
实施例1
在反应釜中，将1120份去离子水投入反应釜作为底水，将2600份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、23份丙烯酸投入反应釜，同时开启搅拌，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸与水完全互溶。
配置A2液：1.5份还原剂，5.2份巯基乙酸，320份去离子水，搅拌均匀，用于滴加。
配置B液：53.3份丙烯酸，190份不饱和功能单体，47份丙烯酸羟丙酯， 370份去离子水，搅拌均匀，用于滴加。
在滴加前10～15min时，向反应釜中投入6.2份A1液(过氧化氢)。
开始滴加已配置好的A液、B液，滴加时间为180min±20min，滴加结束后，保温1h后，加入15份液碱即得到含固为39％的缓释型保坍剂。
实施例2
在反应釜中，将1120份去离子水投入反应釜作为底水，将2580份甲基烯丙基聚氧乙烯醚和23份丙烯酸投入反应釜，同时开启搅拌，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸与水完全互溶。
配置A2液：1.7份还原剂，5.4份巯基乙酸，320份去离子水，搅拌均匀，用于滴加。
配置B液：53.3份丙烯酸，175份不饱和功能单体，56.4份丙烯酸羟丙酯， 370份去离子水，搅拌均匀，用于滴加。
在滴加前10～15min时，向反应釜中投入7.2份A1液(过氧化氢)。
开始滴加已配置好的A液、B液，滴加时间为180min±20min，滴加结束后，保温1h后加入15份液碱即得到含固为39％的缓释型保坍剂。
实施例3
在反应釜中，将1120份去离子水投入反应釜作为底水，将2600份甲基烯丙基聚氧乙烯醚和23份丙烯酸投入反应釜，同时开启搅拌，使不甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸与水完全互溶。
配置A1液：1.9份还原剂，5.6份巯基乙酸，320份去离子水，搅拌均匀，用于滴加。
配置B液：53.3份丙烯酸，180份不饱和功能单体，56.4份丙烯酸羟丙酯， 370份去离子水，搅拌均匀，用于滴加，
在滴加前10～15min时，向反应釜中投入7.2份A2液(过氧化氢)。
开始滴加已配置好的A液、B液，滴加时间为180min±20min，滴加结束后，保温1h后加入15份液碱即得到含固为39％的缓释型保坍剂。
注：为了避免其他杂质干扰性能测试，实施例中所用的水均为去离子水。
对比例1
对比例1选用普通保坍型聚羧酸减水剂。
混凝土试验1
选用粤秀P·042.5R水泥测试混凝土的水泥净浆流动度和流动度保持性，混凝土配合比为水泥300g，水87g，掺量为1.8％(胶材)。
水泥净浆流动度和流动度保持性试验根据GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》所规定的标准执行。测试数据见表1.
表1混凝土试验1的实验结果
从表1中可以看出，在相同掺量下，实施例1-3 0.5h净浆流动度与对比例1 相当，实施例1-3的2h、3h净浆流动度略小于对比例1，实施例1、实施例2和实施例3的1h净浆流速相对于对比例1分别小10mm、11mm、13mm，3h后比例1 的浆流动度无变大趋势，而实施例1、实施例2和实施例3的3h净浆流动度相对于2h净浆流动度分别增大15mm、16mm、24mm。说明本发明制得的缓释型保坍剂具有较好的缓释效果。
混凝土试验2
为了评价本发明的缓释型保坍剂，按照GB/8076-2008《混凝土外加剂》中测定混凝土的方法，以C30相同的配合比，掺量为3.0％(胶材)。
水泥选用粤秀P·042.5R水泥，粉煤灰选用Ⅱ级粉煤灰，机制砂选用含泥为8％的机制砂，石子选用粒径为5～25mm碎石，水选用自来水，以相同的复配工艺前提下扣除10％减水母液进行复配，采用混凝土搅拌机进行测试。
所用混凝土配合比为：水泥：粉煤灰：矿粉：机制砂：面砂：石子：水： 200：80：90：350：500：1000：170。
混凝土性能测试参照GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法》和GB/T50081-2016《普通混凝土力学性能试验方法》。测试数据见表2。
表2混凝土试验2的试验结果结果
从表2中可以看出，实施例1-3的初始坍落度、扩展度与对比例1相当，实施例1-3的3h后混凝土的坍落度、扩展度明显优于对比例1，说明本发明制得的缓释型保坍剂具有较好的缓释性能。
实施例1-3的抗压强度均比对比例1略高，证明使用本发明制得的缓释型保坍剂对混凝土强度无降低影响。
图1为不饱和功能单体的红外谱图。
从图1中可以看出，2879cm-1、1453cm-1、891cm-1和813cm-1吸收峰归属于 -CH特征吸收峰；1195cm-1、1067cm-1、630cm-1、531cm-1属于磺酸基的特征吸收峰；1635cm-1、1295cm-1和986cm-1属于(C＝C)特征吸收峰，1728cm-1属于不饱和酯(C＝O)伸缩振动吸收峰，1728cm-1、1410cm-1属于羧基的特征吸收峰。
图2为本发明制得的缓释型保坍剂的红外谱图。
2868cm-1、1351cm-1、1250cm-1、946cm-1和851cm-1吸收峰归属于亚甲基的(-CH2-)伸缩振动吸收峰，其中2868cm-1处吸收峰为亚甲基(C-H)的伸缩振动吸收峰，1351cm-1、1250cm-1和946cm-1处吸收峰为(-CH2-)的变角振动吸收峰，851cm-1处吸收峰为亚甲基(-CH2-)的(左右式)变角振动吸收峰； 1109cm-1处吸收峰为醚基(C-O-C)的伸缩振动吸收峰；1733cm-1处吸收峰为酯基(C＝O)的伸缩振动吸收峰。
图3为本发明制得的缓释型保坍剂和不饱和聚醚大单体的凝胶渗透色谱图(GPC)。
GPC结果如表3所示。
表3 GPC结果
其中，1为本发明制得的缓释型保坍剂，2为不饱和聚醚大单体，Mn为数均分子量，Mw为重均分子量，Mz为平均分子量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种缓释型保坍剂，其特征在于，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料包括：
其中，所述不饱和功能单体的分子结构含有羟基、磺酸基和酯基。
2.根据权利要求1所述的缓释型保坍剂，其特征在于，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
链转移剂 2～9份。
3.根据权利要求2所述的缓释型保坍剂，其特征在于，所述链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇和异丙醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的缓释型保坍剂，其特征在于，以重量分数计，所述引发剂包括：
氧化剂 5～10份；以及
还原剂 1～5份。
5.根据权利要求1所述的缓释型保坍剂，其特征在于，以重量分数计，缓释型保坍剂的制备原料还包括：
不饱和酯类单体 40～80份。
6.根据权利要求5所述的缓释型保坍剂，其特征在于，所述不饱和酯类单体包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸二甲胺基乙脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的缓释型保坍剂，其特征在于，所述聚醚大单包括异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚和甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的缓释型保坍剂，其特征在于，所述不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸中的至少一种。
9.一种缓释型保坍剂的制备方法，其特征在于，所述缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
以重量份数计，将2000～3000份不饱和聚醚大单体、5～15份引发剂、40～120份不饱和酸、150～300份不饱和功能单体和1500～2000份水置于反应器中发生共聚反应，反应结束，即得所述缓释型保坍剂；
其中，所述不饱和功能单体的分子结构含有羟基、磺酸基和酯基。
10.根据权利要求9所述的缓释型保坍剂的制备方法，其特征在于，所述缓释型保坍剂的制备方法的步骤包括：
将不饱和聚醚大单体、不饱和酸和水置于反应器中，搅拌均匀，即得第一混合液；
向所述第一混合液中同时滴加A液、B液发生共聚反应，反应结束，即得所述缓释型保坍剂；
其中，A液为引发剂和水的混合液，B液为不饱和酸、不饱和功能单体和水的混合液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210049361.XA CN114409855A (zh) | 2022-01-17 | 2022-01-17 | 一种缓释型保坍剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210049361.XA CN114409855A (zh) | 2022-01-17 | 2022-01-17 | 一种缓释型保坍剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114409855A true CN114409855A (zh) | 2022-04-29 |
Family
ID=81274258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210049361.XA Withdrawn CN114409855A (zh) | 2022-01-17 | 2022-01-17 | 一种缓释型保坍剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114409855A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016045421A1 (zh) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种醚类聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN108659177A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 四川同舟化工科技有限公司 | 一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法 |
| CN108948287A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-07 | 湖北工业大学 | 一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法 |
| CN109438628A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-08 | 广东科之杰新材料有限公司 | 一种超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN109467632A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-15 | 河南科之杰新材料有限公司 | 一种长效缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN110423313A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-08 | 贵州石博士科技有限公司 | 一种以不饱和酸酐酯合成缓释型聚羧酸减水剂的制备方法 |
| WO2022000304A1 (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 微胶囊型聚羧酸超塑化剂及其制备方法 |
| CN113896845A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-07 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种低敏感缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-01-17 CN CN202210049361.XA patent/CN114409855A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016045421A1 (zh) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种醚类聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN108659177A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 四川同舟化工科技有限公司 | 一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法 |
| CN108948287A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-07 | 湖北工业大学 | 一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法 |
| CN109438628A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-08 | 广东科之杰新材料有限公司 | 一种超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN109467632A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-15 | 河南科之杰新材料有限公司 | 一种长效缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
| CN110423313A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-08 | 贵州石博士科技有限公司 | 一种以不饱和酸酐酯合成缓释型聚羧酸减水剂的制备方法 |
| WO2022000304A1 (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 微胶囊型聚羧酸超塑化剂及其制备方法 |
| CN113896845A (zh) * | 2021-11-01 | 2022-01-07 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种低敏感缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108794700B (zh) | 一种羧酸基聚合物及其制备方法和缓释型聚羧酸减水剂 | |
| WO2022142125A1 (zh) | 降粘型聚羧酸混凝土减水剂及其制备方法 | |
| CN107987224B (zh) | 一种短支链交联保水溶剂层控释型聚羧酸保坍剂及制备方法 | |
| CN109627397B (zh) | 一种改善水泥浆体流变特性的聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN111925489B (zh) | 一种高减水保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用 | |
| CN109880020B (zh) | 一种混凝土和易性调节剂及其制备方法 | |
| CN110938176A (zh) | 超长保坍水泥基聚羧酸减水剂母液及其应用 | |
| CN110358026B (zh) | 一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN112745464A (zh) | 含磷酸酯的高适应早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用 | |
| CN111777722A (zh) | 一种抗泥、保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN110713573A (zh) | 一种聚羧酸减水剂保坍母液的合成方法 | |
| CN112390921A (zh) | 一种合成降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN113698550B (zh) | 一种梯度缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用 | |
| CN111333787A (zh) | 一种梯度释放型的长效保坍聚羧酸减水剂及其制备和应用 | |
| CN113336902B (zh) | 一种茶皂素改性复合型减水剂及其制备方法和应用 | |
| CN109880030B (zh) | 一步法制备三臂支化结构的聚羧酸高效减水剂 | |
| CN112794956A (zh) | 一种降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN112940195B (zh) | 高保坍聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN114409855A (zh) | 一种缓释型保坍剂及其制备方法 | |
| CN109232828B (zh) | 一种酯醚共聚型降粘型聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN103951796A (zh) | 三乙醇胺改性的早强型聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN111057196A (zh) | 嵌段聚合法制备高保坍型聚羧酸减水剂及羟基改性方法 | |
| CN109880018B (zh) | 一步法制备四臂支化结构的聚羧酸高效减水剂 | |
| CN112759725B (zh) | 一种纳米抗泥保坍聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN113549182A (zh) | 一种缓释型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 | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220429 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |