CN114853383A - 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法，一种聚羧酸减水剂包括以下重量份的原料：水250～480份；六碳聚羧酸母液120～210份；插层填充剂15～50份和调节助剂8～12份；所述插层填充剂由苛性碱溶液和纳米二氧化硅制成，所述苛性碱溶液和纳米二氧化硅的重量比为（1～12）：6。其制备方法为：S1、将MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；S2、将纳米二氧化硅置于苛性碱溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；S3、向水中添加六碳聚羧酸母液、调节助剂、插层填充剂和缓释剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。本申请具有提高聚羧酸减水剂保坍性能的效果。
Description
技术领域
本申请涉及减水剂的领域，尤其是涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
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。减水剂按组成材料可分为木质素磺酸盐类、多环芳香族盐类、水溶性树脂磺酸盐类、萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂等。
聚羧酸高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品。聚羧酸高性能减水剂具有超分散性，且流动性保持性好，对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩。
但聚羧酸高性能减水剂对砂、石含泥量敏感，聚羧酸易与泥结合，导致聚羧酸与水泥颗粒的结合率降低，水泥水化反应剧烈，混凝土的坍落度增加。
发明内容
为了提高聚羧酸减水剂的保坍性能，本申请提供一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种聚羧酸减水剂采用如下的技术方案：
一种聚羧酸减水剂包括以下重量份的原料：水250～480份；六碳聚羧酸母液120～210份；插层填充剂15～50份和调节助剂8～12份；所述插层填充剂由苛性碱溶液和纳米二氧化硅制成，所述苛性碱溶液和纳米二氧化硅的重量比为(1～12)：6。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅上负载苛性碱，纳米二氧化硅的小粒径和金属阳离子的电荷作用，使负载有苛性碱溶液的纳米二氧化硅便于进入泥的粘土片层之间，阻碍了六碳聚羧酸的POE侧链插入粘土片层，减少了泥对六碳聚羧酸的占据，提高了水泥颗粒与六碳聚羧酸的结合率，从而阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度。负载有苛性碱的纳米二氧化硅的添加，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能。
可选的，六碳聚羧酸母液由六碳聚醚、引发剂、两性离子聚丙烯酰胺、丙烯基硅烷偶联剂、保水单体和扩链剂制成，所述六碳聚醚、引发剂、两性离子聚丙烯酰胺、丙烯基硅烷偶联剂、保水单体和扩链剂的重量比为50：1：2：1：20：10。
通过采用上述技术方案，六碳聚醚、两性离子聚丙烯酰胺和丙烯基硅烷偶联剂配合使用，六碳聚醚双键的反应活性高，易在两性离子聚丙烯酰胺和丙烯基硅烷偶联剂作用下实现共聚，共聚产物更容易吸附在水泥颗粒的表面，并形成吸附膜，阻碍水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度，聚羧酸减水剂的保坍性能提高。
可选的，六碳聚羧酸母液的制备步骤为：
Sa、将六碳聚醚、引发剂和两性离子聚丙烯酰胺充分混合，在保护气氛下，升温至反应温度，得到第一混合液；
Sb、向第一混合溶液中滴加乙烯基硅烷偶联剂，反应得到第二混合液
Sc、向第二混合液中添加保水单体，恒温反应，得到预聚物；
Sd、向预聚物中添加扩链剂，混合并搅拌均匀，反应得到六碳聚羧酸母液。
通过采用上述技术方案，制备工艺简单，制备得到的六碳聚羧酸母液性能稳定。
可选的，六碳聚醚为4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的混合物，所述4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的重量比为1：1。
通过采用上述技术方案，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚配合使用，聚合产物性能稳定；在扩链剂作用下，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚共聚，制备得到的六碳聚羧酸的链长增长，六碳聚羧酸分子量增加，从而使六碳聚羧酸不易进入粘土片层之间，使聚羧酸减水剂与水泥颗粒充分接触，阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度，聚羧酸减水剂的保坍性能提高。
可选的，所述保水单体为4-苯胺磺酸。
通过采用上述技术方案，六碳聚醚的共聚产物接枝磺酸根，提高了六碳聚羧酸的保水性能，减小了共聚产物被机制砂和泥吸附的量，使聚羧酸减水剂与水泥颗粒充分接触，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能。
可选的，调节助剂包括降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯，所述降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯的重量比为(1～3)：1。
通过采用上述技术方案，随着链长的增加，六碳聚羧酸的粘性增加，使得混凝土不易混合均匀，且混凝土不易固化，降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯配合使用，提高了混凝土各原料混合均匀性的同时，提高了混凝土固化的效率。
可选的，所述引发剂包括过硫酸钠和过硫酸铵，所述过硫酸钠和过硫酸铵的重量比为1：1。
通过采用上述技术方案，硫酸钠和硫酸铵配合使用，提高了六碳聚酸铵的聚合反应速率。
可选的，减水剂还包括20～30份缓释剂，所述缓释剂包括MOFs和拒水剂，所述MOFs与拒水剂的重量比为(1～2)：1
通过采用上述技术方案，MOFs与拒水剂配合使用，MOFs携带拒水剂进入泥的粘土片层之间，拒水剂包裹泥，降低了泥粉吸水量的同时，降低了泥对水和六碳聚羧酸的吸收量，使六碳聚羧酸与水泥颗粒充分接触，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能。
可选的，所述拒水剂为十三氟辛基三乙氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，苛性碱溶液、纳米二氧化硅和十三氟辛基三乙氧基硅烷配合使用，十三氟辛基三乙氧基硅烷分子具有双官能团，其分子链一端的乙氧基在碱性环境中极易发生水解，水解后生成的低分子醇具有活性，能与纳米二氧化硅表面的羟基发生化学键合，在纳米二氧化硅带动下，十三氟辛基三乙氧基硅烷与泥接触，并吸附在泥上；十三氟辛基三乙氧基硅烷分子链另一端的碳氟基团具有极低的表面能，能够大幅提高泥表面的憎水性，从而降低了泥粉对水和六碳聚羧酸的吸附量，使六碳聚羧酸与水泥颗粒充分接触，阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度，聚羧酸减水剂的保坍性能提高。
第二方面，本申请提供的一种聚羧酸减水剂的制备方法采用如下的技术方案：
一种聚羧酸减水剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；
S2、将纳米二氧化硅置于苛性碱溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S3、向水中添加六碳聚羧酸母液、调节助剂、插层填充剂和缓释剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，制备得到的聚羧酸减水剂性能稳定，聚羧酸减水剂的保坍性能提高。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.纳米二氧化硅上负载苛性碱，纳米二氧化硅的小粒径和金属阳离子的电荷作用，使负载有苛性碱溶液的纳米二氧化硅便于进入泥的粘土片层之间，阻碍了六碳聚羧酸的POE侧链插入粘土片层，减少了泥粉对六碳聚羧酸的消耗，使六碳聚羧酸与水泥颗粒接触量增加，提水泥颗粒对六碳聚羧酸的吸附率，从而阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度。负载有苛性碱的纳米二氧化硅的添加，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能；
2.在扩链剂作用下，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚共聚，制备得到的六碳聚羧酸的链长增长，六碳聚羧酸分子量增加，从而使六碳聚羧酸不易进入粘土片层之间，使聚羧酸减水剂与水泥颗粒充分接触，阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度，聚羧酸减水剂的保坍性能提高；
3.六碳聚醚的共聚产物接枝磺酸根，提高了六碳聚羧酸的保水性能，减小了聚合物被机制砂和泥吸附的量，使聚羧酸减水剂与水泥颗粒充分接触，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能；
4.苛性碱溶液、纳米二氧化硅和十三氟辛基三乙氧基硅烷配合使用，十三氟辛基三乙氧基硅烷分子具有双官能团，其分子链一端的乙氧基在碱性环境中极易发生水解，水解后生成的低分子醇具有活性，能与纳米二氧化硅表面的羟基发生化学键合，在纳米二氧化硅带动下，十三氟辛基三乙氧基硅烷与泥接触，并吸附在泥上；十三氟辛基三乙氧基硅烷分子链另一端的碳氟基团具有极低的表面能，能够大幅提高泥表面的憎水性，从而降低了泥粉对水和六碳聚羧酸的吸附量，使六碳聚羧酸与水泥颗粒充分接触，阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度，聚羧酸减水剂的保坍性能提高；
5.MOFs与十三氟辛基三乙氧基硅烷配合使用，MOFs携带十三氟辛基三乙氧基硅烷进入泥的粘土片层之间，使十三氟辛基三乙氧基硅烷与纳米二氧化硅和接触，部分十三氟辛基三乙氧基硅烷位于MOFs的孔隙中，随着混凝土的搅拌混合，位于MOFs孔隙中的十三氟辛基三乙氧基硅烷溢出，起到缓释的作用，从而提高了十三氟辛基三乙氧基硅烷对泥的吸附量，进而提高了聚羧酸减水剂的保坍性能。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚由湖北日升昌新材料科技有限公司提供；
乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚由湖北鑫红利化工有限公司提供；
扩链剂由广州信诺新材料科技有限公司提供，型号为XINBON280；
降粘剂由江苏赛帕汉能源科技有限公司提供，型号为SPH/1016；
苛性碱溶液由济南铭威化工有限公司提供，本实施方式中苛性碱溶液采用32％氢氧化钠水溶液；
纳米二氧化硅由济南宝达染料化工有限公司提供，细度为800目；
MOFs为金属有机框架材料，由河南成隆益新材料科技有限公司提供，型号为MOF-801粉体。
制备例
制备例1
Sa、将50kg4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚、50kg乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、1kg过硫酸钠、1kg过硫酸铵和4kg两性离子聚丙烯酰胺充分混合，在保护气氛下，升温至反应温度30～45℃，得到第一混合液；
Sb、向第一混合溶液中滴加2kg乙烯基硅烷偶联剂，55～60℃反应得到第二混合液；
Sc、向第二混合液中添加40kg4-苯胺磺酸，恒温反应1～2h，得到预聚物；
Sd、向预聚物中添加20kg扩链剂，混合并搅拌均匀，75～80℃反应得到六碳聚羧酸母液。
制备例2
Sa、将50kg4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚、50kg乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、1kg过硫酸钠、1kg过硫酸铵和4kg两性离子聚丙烯酰胺充分混合，在保护气氛下，升温至反应温度30～45℃，得到第一混合液；
Sb、向第一混合溶液中滴加2kg乙烯基硅烷偶联剂，55～60℃反应得到第二混合液；
Sc、向第二混合液中添加20kg扩链剂，混合并搅拌均匀，75～80℃反应得到六碳聚羧酸母液。
制备例的原料表见表1：
表1制备例的原料表(kg)
实施例
实施例1
S1、将10kg纳米二氧化硅置于5kg的苛性碱溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向250kg水中添加120kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、2kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例2
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例3
S1、将30g纳米二氧化硅置于20kg的苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向480kg水中添加210制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、6kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例4
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向250kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例5
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向480kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例6
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加120kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例7
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加210kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例8
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例2制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例9
S1、将10kg纳米二氧化硅置于5kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例10
S1、将20kg纳米二氧化硅置于5kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例11
S1、将30kg纳米二氧化硅置于5kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例2制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例12
S1、将10kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例13
S1、将30kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例14
S1、将10kg纳米二氧化硅置于20kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例15
S1、将20kg纳米二氧化硅置于20kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例16
S1、将30kg纳米二氧化硅置于20kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例17
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、2kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例18
S1、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S2、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、6kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例19
S1、将10kg的MOFs和10kg十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；
S2、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S3、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例20
S1、将10kg的MOFs和15kg十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；
S2、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S3、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例21
S1、将10kg的MOFs和20kg十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；
S2、将20kg纳米二氧化硅置于15kg苛性碱溶液的水溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S3、向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和插层填充剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
对比例
对比例1
向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和20kg纳米二氧化硅，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
对比例2
向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂、4kgα－氰基丙烯酸乙酯和15kg苛性碱溶液，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
对比例3
向340kg水中添加165kg制备例1制备的六碳聚羧酸母液、6kg降粘剂和4kgα－氰基丙烯酸乙酯，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
实施例与对比例的原料表见表2：
表2实施例与对比例的原料表(kg)
性能检测试验
试验方法
试验中使用的混凝土为39.5kg水泥、10kg粉煤灰、72kg河砂、22.5kg粒径为5～10mm的碎石和15.2kg水和0.5kg聚羧酸减水剂搅拌均匀得到。其中混凝土的含泥量为3％。
采用《GB/T50080-2016普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中“4坍落度试验机坍落度经时损失试验”的方法对混凝土的坍落度进行测定，计算坍落度损失率，公式如下：
表3为各实施例与对比例的试验结果数据表：
表3各实施例与对比例的试验结果数据表
结合实施例1、实施例2和实施例3并结合表3，通过调整水、六碳聚羧酸母液、苛性碱溶液、纳米二氧化硅、降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯的添加量，提高聚羧酸减水剂的保坍性能，降低混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2、实施例4和实施例5并结合表3，通过调整水的添加量，提高聚羧酸减水剂的保坍性能，降低混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2、实施例6和实施例7并结合表3，通过调整六碳聚羧酸母液的添加量，提高聚羧酸减水剂的保坍性能，降低混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2和实施例8结合表3可以看出，4-苯胺磺酸的添加，降低了混凝土坍落度损失率。六碳聚羧酸上接枝磺酸根，提高了六碳聚羧酸的保水性能，减小了聚合物被机制砂和泥吸附的量，使聚羧酸减水剂与水泥颗粒充分接触，提高了聚羧酸减水剂的保坍性能，从而使得混凝土的坍落度损失率降低。
结合实施例2、实施例9～实施例16并结合表3，通过调整苛性碱溶液和纳米二氧化硅的添加量，提高聚羧酸减水剂的保坍性能，降低混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2、对比例1并结合表3可以看出，苛性碱溶液的增加，降低了混凝土坍落度损失率。阳离子更容易进入泥的粘土片层，负载有苛性碱溶液的纳米二氧化硅便于进入泥的粘土片层之间，阻碍了六碳聚羧酸的POE侧链插入粘土片层，减少了泥粉对六碳聚羧酸的消耗，六碳聚羧酸与水泥颗粒接触量增加，提水泥颗粒对六碳聚羧酸的吸附率，从而阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2、对比例2并结合表3可以看出，纳米二氧化硅的增加，降低了混凝土坍落度损失率。纳米二氧化硅粒径小，便于进入粘土片层之间并填充粘土片层，阻碍了六碳聚羧酸的POE侧链插入粘土片层，减少了泥粉对六碳聚羧酸的消耗，六碳聚羧酸与水泥颗粒接触量增加，提水泥颗粒对六碳聚羧酸的吸附率，从而阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度损失率。
结合对比例1和对比例2和对比例3并结合表3可以看出，纳米二氧化硅与苛性碱溶液配合使用，显著地降低了混凝土的坍落度损失率。
结合实施例2、实施例12和实施例13并结合表3，在纳米二氧化硅添加量不变的情况下，苛性碱溶液添加量增加，混凝土的坍落度损失率先降低后增加。原因在于，苛性碱溶液添加量增加，负载在纳米二氧化硅上的苛性碱增加，提高了纳米二氧化硅进入粘土片层的速率，从而降低了六碳聚羧酸与泥的结合率，混凝土的坍落度损失率降低。但随着苛性碱溶液的继续增加，苛性碱的含量超过了纳米二氧化硅的负载量，苛性碱粘附在纳米二氧化硅的表层，进入混凝土混合物料中后，苛性碱与纳米二氧化硅分离，降低了纳米二氧化硅进入粘土片层的速率，混凝土的坍落度损失率增加。
结合实施例2、实施例10和实施例15并结合表3可以看出，在苛性碱溶液添加量不变时，纳米二氧化硅添加量增加，混凝土的坍落度损失率先降低后增加。原因在于，随着纳米二氧化硅含量的增加，部分苛性碱进入纳米二氧化硅的孔隙中，纳米二氧化硅对苛性碱的负载量增加，负载有苛性碱的纳米二氧化硅填充粘土片层的速率增加，从而降低了六碳聚羧酸与泥的结合率，混凝土的坍落度损失率降低。随着纳米二氧化硅添加量的继续增加，单个纳米二氧化硅上负载的苛性碱量减少，降低了纳米二氧化硅进入粘土片层的速率，混凝土的坍落度损失率增加。
结合实施例2、实施例17和实施例18结合表3，通过调整降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯的添加量，提高聚羧酸减水剂的保坍性能提高了聚羧酸减水剂的保坍性能。
结合实施例2和实施例19并结合表3可以看出，MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷的添加，降低了混凝土的坍落度损失率。原因在于苛性碱溶液、MOFs与十三氟辛基三乙氧基硅烷配合使用，MOFs携带十三氟辛基三乙氧基硅烷进入泥的粘土片层之间，十三氟辛基三乙氧基硅烷分子具有双官能团，其分子链一端的乙氧基在碱性环境下极易发生水解，水解后生成的低分子醇具有活性，能与纳米二氧化硅表面的羟基发生化学键合，在纳米二氧化硅带动下，十三氟辛基三乙氧基硅烷与泥接触，并吸附在泥上；十三氟辛基三乙氧基硅烷分子链另一端的碳氟基团具有极低的表面能，能够大幅提高泥表面的憎水性，从而降低了泥粉对水和六碳聚羧酸的吸附量，使六碳聚羧酸与水泥颗粒充分接触，阻碍了水泥水化反应的进行，降低了混凝土的坍落度损失率。
结合实施例19、实施例20和实施例21并结合表3可以看出，随着MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷添加量的增加，混凝土的坍落度先降低后增加。原因在于，MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷的添加量持续增加，对苛性碱的消耗量降低，减弱了插层填充剂的作用，从而使聚羧酸与泥的结合率增加，降低了减水剂的利用率，混凝土坍落度损失率增加。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：水250～480份；六碳聚羧酸母液120～210份；插层填充剂15～50份和调节助剂8～12份；所述插层填充剂由苛性碱溶液和纳米二氧化硅制成，所述苛性碱溶液和纳米二氧化硅的重量比为（1～12）：6。
2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，六碳聚羧酸母液由六碳聚醚、引发剂、两性离子聚丙烯酰胺、丙烯基硅烷偶联剂、保水单体和扩链剂制成，所述六碳聚醚、引发剂、两性离子聚丙烯酰胺、丙烯基硅烷偶联剂、保水单体和扩链剂的重量比为50：1：2：1：20：10。
3.根据权利要求2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，六碳聚羧酸母液的制备步骤为：
Sa、将六碳聚醚、引发剂和两性离子聚丙烯酰胺充分混合，在保护气氛下，升温至反应温度，得到第一混合液；
Sb、向第一混合溶液中滴加乙烯基硅烷偶联剂，反应得到第二混合液
Sc、向第二混合液中添加保水单体，恒温反应，得到预聚物；
Sd、向预聚物中添加扩链剂，混合并搅拌均匀，反应得到六碳聚羧酸母液。
4.根据权利要求3所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述六碳聚醚为4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的混合物，所述4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的重量比为1：1。
5.根据权利要求3所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述保水单体为4-苯胺磺酸。
6.根据权利要求3所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，调节助剂包括降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯，所述降粘剂和α-氰基丙烯酸乙酯的重量比为（1～3）：1。
7.根据权利要求3所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸钠和过硫酸铵，所述过硫酸钠和过硫酸铵的重量比为1：1。
8.根据权利要求3所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，减水剂还包括20～30份缓释剂，所述缓释剂包括MOFs和拒水剂，所述MOFs与拒水剂的重量比为（1～2）：1。
9.根据权利要求8所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述拒水剂为十三氟辛基三乙氧基硅烷。
10.一种权利要求9所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将MOFs和十三氟辛基三乙氧基硅烷混合均匀，作为缓释剂；
S2、将纳米二氧化硅置于苛性碱溶液中，搅拌混合均匀，干燥并研磨后得到插层填充剂；
S3、向水中添加六碳聚羧酸母液、调节助剂、插层填充剂和缓释剂，混合均匀，得到聚羧酸减水剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| 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: 064000 east of dongmazhuang village, Fengrun District, Tangshan City, Hebei Province (in Fengrun Economic Development Zone) Applicant after: Tangshan Jidong Cement Admixture Co.,Ltd. Applicant after: Beijing Jinyu Energy Saving Technology Co.,Ltd. Address before: 064000 east of dongmazhuang village, Fengrun District, Tangshan City, Hebei Province (in Fengrun Economic Development Zone) Applicant before: Tangshan Jidong Cement Admixture Co.,Ltd. Applicant before: BBMG CEMENT Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |