CN115340318A - 一种减水剂及其制备方法 - Google Patents
一种减水剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115340318A CN115340318A CN202211173412.6A CN202211173412A CN115340318A CN 115340318 A CN115340318 A CN 115340318A CN 202211173412 A CN202211173412 A CN 202211173412A CN 115340318 A CN115340318 A CN 115340318A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cationic
- water reducing
- reducing agent
- polyoxyethylene ether
- hydroxyethyl cellulose
- 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
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 134
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 178
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 41
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 41
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 41
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 63
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 44
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 44
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 23
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 23
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 23
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 20
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-2-(hydroxymethyl)-6-[[(2r,3s,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-3-[(2s,3s,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxan-2-yl]methoxy]oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O1 OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N 0.000 claims description 13
- 229920000926 Galactomannan Polymers 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000001844 prenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 11
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 11
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 10
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000005394 methallyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- ZGCZDEVLEULNLJ-UHFFFAOYSA-M benzyl-dimethyl-(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC(=O)OCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 ZGCZDEVLEULNLJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ASUAYTHWZCLXAN-UHFFFAOYSA-N prenol Chemical compound CC(C)=CCO ASUAYTHWZCLXAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims description 5
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- ARJOQCYCJMAIFR-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(=O)C=C ARJOQCYCJMAIFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M trimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCOC(=O)C=C FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N α-tocopherolquinone Chemical compound CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)(O)CCC1=C(C)C(=O)C(C)=C(C)C1=O LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium Chemical compound C=CC[N+](C)(C)CC=C YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 claims description 2
- IAGIRAMRPKZOQT-UHFFFAOYSA-N prop-2-enylazanium;bromide Chemical compound [Br-].[NH3+]CC=C IAGIRAMRPKZOQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 abstract description 21
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 17
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 abstract description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- -1 isoamylene alcohol Chemical compound 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009440 infrastructure construction Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
- C08B37/0087—Glucomannans or galactomannans; Tara or tara gum, i.e. D-mannose and D-galactose units, e.g. from Cesalpinia spinosa; Tamarind gum, i.e. D-galactose, D-glucose and D-xylose units, e.g. from Tamarindus indica; Gum Arabic, i.e. L-arabinose, L-rhamnose, D-galactose and D-glucuronic acid units, e.g. from Acacia Senegal or Acacia Seyal; Derivatives thereof
-
- 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
- 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
Abstract
本申请涉及减水剂领域，具体公开了一种减水剂及其制备方法。减水剂包括阳离子聚羧酸减水剂12‑88份、阳离子聚半乳甘露聚糖5‑10份、阳离子羟乙基纤维素3‑6份；其方法为：将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合。本申请的减水剂可用于含泥量高的水泥砂浆中，其具有提高聚羧酸减水剂与水泥的适应性，改善水泥砂浆的流动性差，减水效果差的情况的优点；另外，本申请的方法具有可制得均一的减水剂的优点。
Description
技术领域
本申请涉及减水剂领域，更具体地说，它涉及一种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。聚羧酸减水剂作为新一代的减水剂因具有分散性好，减水率高，掺量低，坍落度保持性强，收缩率低，生产过程无“三废”产生，绿色环保等优点，倍受人们的广泛关注。
市售聚羧酸减水剂通常为阴离子聚羧酸减水剂，是一种梳形的水溶性高分子，由富含羧酸基团的主链和聚氧化烯基的侧链组成。近年来，由于聚羧酸减水剂具有诸多优点，因而在基础设施建设中得到了广泛应用，发挥了重要作用。
但是，在实际应用过程中，由于近年来基建工程量巨大，砂石消耗量大，优质的砂石资源越来越少，因砂石中含泥量偏高，使得聚羧酸减水剂与水泥的适应性变差，进而使得水泥砂浆的流动性差，减水效果差。
发明内容
为了提高聚羧酸减水剂与水泥的适应性，改善水泥的流动性差，减水效果差的情况，本申请提供一种减水剂及其制备方法。
本申请提供的一种减水剂及其制备方法采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种减水剂，采用如下的技术方案：
一种减水剂，按重量份数，包括有以下组分：阳离子聚羧酸减水剂12-88份、阳离子聚半乳甘露聚糖5-10份、阳离子羟乙基纤维素3-6份；
所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法包括有以下步骤：将聚醚大单体溶于去离子水中，在惰性气体保护下，继续加入阳离子单体和不饱和羧酸酐的混合液，然后继续加入引发剂和分子量调节剂，混合，加热回流，保温，反应结束后，降至常温，即得到阳离子聚羧酸减水剂；其中，所述聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的一种或几种的组合；所述阳离子单体为二甲基二烯丙基溴化铵、三甲基烯丙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的一种或几种的组合；所述不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸酐、衣康酸酐的一种或几种的组合；所述阳离子聚羧酸减水剂的摩尔质量为10000-100000g/mol；所述聚醚大单体、阳离子单体、不饱和羧酸酐的重量份数比为1:(2-4):(3-5)。
所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法包括有以下步骤：将NaOH溶于蒸馏水中制得NaOH溶液，将NaOH溶液与半乳甘露聚糖充分混合溶解，然后添加阳离子改性剂，搅拌反应，反应结束后，干燥，即得到阳离子聚半乳甘露聚糖；其中，所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2-羟乙基-双三甲基氯化铵中的一种或几种的组合；半乳甘露聚糖、阳离子改性剂、NaOH的重量份数比为1:(2-4)：(0.001-0.002)。
通过采用上述技术方案，泥土的主要成分是黏土，阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素复配能减少黏土自身的吸水膨胀，阳离子聚半乳甘露聚糖和阳离子羟乙基纤维素的分子链中存在许多带正电的基团的有机聚合物，对防止和减少微粒的移动或黏土的膨胀特别有利,阳离子聚半乳甘露聚糖和阳离子羟乙基纤维素以强烈的静电引力通过离子交换吸附于黏土颗粒表面，再加上氢键和范德华力的作用，使大分子牢固地吸附于黏土和其它微粒上形成吸附膜；吸附膜中和黏土晶层和表面的负电荷，使晶层和颗粒间的静电斥力减小，晶层收缩而不易水化膨胀分散。再者，阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素的复配能很好的减少黏土对聚羧酸减水剂的吸附，从而进一步提高水泥砂浆的流动性，改善了减水效果。
实验发现，所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法制备出的阳离子聚羧酸减水剂相比于现有的阴离子聚羧酸减水剂更易与阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素相容，阳离子聚羧酸减水剂更能与阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素协同增效，提高减水效果。
实验发现，所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法制备出的阳离子聚半乳甘露聚糖与阳离子聚羧酸减水剂以及阳离子羟乙基纤维素复配效果好。
可选的，所述引发剂采用过硫酸铵。
通过采用上述技术方案，过硫酸铵可使得制备阳离子聚羧酸减水剂的聚合反应过程顺利进行，提高聚合反应速率。
可选的，所述分子量调节剂为十二烷基硫醇。
通过采用上述技术方案，十二烷基硫醇可有效降低阳离子聚羧酸减水剂的分子量，再者，十二烷基硫醇还具有加快反应速度的作用。
可选的，制备所述阳离子聚羧酸减水剂的聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.5-1；阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，不饱和羧酸酐为马来酸酐。
实验发现，采用上述方案时，制得的阳离子聚羧酸减水剂减水效果更好。
可选的，所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。
通过采用上述技术方案，制得的阳离子聚半乳甘露聚糖的效果更好。
可选的，所述阳离子羟乙基纤维素为带有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素。
通过采用上述技术方案，季铵阳离子基团通过静电吸引到黏土的表面，而覆盖在黏土表面，由于季铵阳离子基团极性端占据的空阻很大，可以深入到扩散双电层内部，造成少量的分子占据很大的面积，水分子在黏土颗粒表面的吸附力大为降低，从而提高水泥砂浆的流动性。
可选的，制备所述阳离子聚羧酸减水剂的加热回流温度为50-65℃，保温时间为1.5-2h，惰性气体为氮气。
通过采用上述技术方案，在加热回流温度为50-65℃，保温时间为1.5-2h，惰性气体为氮气的条件下制备的阳离子聚羧酸减水剂，反应速度快，制得的阳离子聚羧酸减水剂纯度较高。
第二方面，本申请提供一种减水剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述减水剂的制备方法，包括有以下步骤：
将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得减水剂。
通过采用上述技术方案，可得到均一的阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素三者复配的减水剂。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素复配，由于阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素复配能减少黏土自身的吸水膨胀，再者，阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素的复配能很好的减少黏土对聚羧酸减水剂的吸附，从而进一步提高水泥砂浆的流动性，改善了减水效果。
2、由于本申请制备所述阳离子聚羧酸减水剂的聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚:甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.5-1；阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，不饱和羧酸酐为马来酸酐。制得的阳离子聚羧酸减水剂减水效果更好。
3、本申请中优选采用具有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素与阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖复配，季铵阳离子基团通过静电吸引到黏土的表面，而覆盖在黏土表面，由于季铵阳离子基团极性端占据的空阻很大，可以深入到扩散双电层内部，造成少量的分子占据很大的面积，水分子在黏土颗粒表面的吸附力大为降低，从而提高水泥砂浆的流动性。
4、本申请的方法，通过将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得均一的减水剂。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
原料介绍
以下为实施例1-9对比例1-4的原料介绍。
表1实施例1-9及对比例1-4的原料
实施例
实施例1
一种减水剂，按重量份数，包括有以下组分：阳离子聚羧酸减水剂12份、阳离子聚半乳甘露聚糖10份、阳离子羟乙基纤维素3份；
所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法包括有以下步骤：将聚醚大单体置于装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的四口圆底烧瓶中，加去离子水溶解，在氮气保护下，继续加入阳离子单体和不饱和羧酸酐的混合液，然后继续加入引发剂过硫酸铵和分子量调节剂十二烷基硫醇，混合，加热回流，加热回流温度为65℃，保温1.5h，反应结束后，降至常温，即得到阳离子聚羧酸减水剂；其中，所述聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:1:1。所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵；所述不饱和羧酸酐为衣康酸酐；所述阳离子聚羧酸减水剂的摩尔质量为10000-100000g/mol。所述聚醚大单体、阳离子单体、不饱和羧酸酐的重量份数比为1:2:5。
所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法包括有以下步骤：将NaOH溶于蒸馏水制得NaOH溶液，将NaOH溶液倒入半乳甘露聚糖中后搅拌15min，使得NaOH溶液与半乳甘露聚糖充分混合溶解，然后添加阳离子改性剂，搅拌反应，反应结束后，在70℃的温度下干燥4h，即得到阳离子聚半乳甘露聚糖；其中，所述阳离子改性剂为2-羟乙基-双三甲基氯化铵。半乳甘露聚糖、阳离子改性剂、NaOH的重量份数比为1:2:0.002。
所述阳离子羟乙基纤维素为具有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素。
所述减水剂的制备方法包括有以下步骤：
将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得减水剂。
实施例2
一种减水剂，按重量份数，包括有以下组分：阳离子聚羧酸减水剂50份、阳离子聚半乳甘露聚糖8份、阳离子羟乙基纤维素4.5份；
所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法包括有以下步骤：将聚醚大单体置于装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的四口圆底烧瓶中，加去离子水溶解，在氮气保护下，继续加入阳离子单体和不饱和羧酸酐的混合液，然后继续加入引发剂过硫酸铵和分子量调节剂十二烷基硫醇，混合，加热回流，加热回流温度为50℃，保温2h，反应结束后，降至常温，即得到阳离子聚羧酸减水剂；其中，所述聚醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚；所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；所述不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸酐、衣康酸酐的组合,马来酸酐、丙烯酸酐、衣康酸酐的重量份数比为1:1:1。所述阳离子聚羧酸减水剂的摩尔质量为10000-100000g/mol；所述聚醚大单体、阳离子单体、不饱和羧酸酐的重量份数比为1:3.5:4。
所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法包括有以下步骤：将NaOH溶解于少量蒸馏水，将完全溶解的NaOH溶液少量多次地倒入半乳甘露聚糖中后搅拌15min，使得NaOH与半乳甘露聚糖充分接触，然后添加阳离子改性剂，快速搅拌至阳离子改性剂充分分散，反应结束后，在70℃的温度下干燥4h，即得到阳离子聚半乳甘露聚糖；其中，所述阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。半乳甘露聚糖、阳离子改性剂、NaOH的重量份数比为1:3：0.001。
所述阳离子羟乙基纤维素为具有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素。
所述减水剂的制备方法包括有以下步骤：
将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得减水剂。
实施例3
一种减水剂，按重量份数，包括有以下组分：阳离子聚羧酸减水剂88份、阳离子聚半乳甘露聚糖5份、阳离子羟乙基纤维素6份；
所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法包括有以下步骤：将聚醚大单体置于装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和氮气吹扫装置的四口圆底烧瓶中，加去离子水溶解，在氮气保护下，继续加入阳离子单体和不饱和羧酸酐的混合液，然后继续加入引发剂过硫酸铵和分子量调节剂十二烷基硫醇，混合，加热回流，加热回流温度为55℃，保温1.5h，反应结束后，降至常温，即得到阳离子聚羧酸减水剂；其中，所述聚醚大单体为烯丙基聚氧乙烯醚；所述阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的组合，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的重量份数比为1:1:1。所述不饱和羧酸酐为丙烯酸酐；所述阳离子聚羧酸减水剂的摩尔质量为10000-100000g/mol；所述聚醚大单体、阳离子单体、不饱和羧酸酐、引发剂、分子量调节剂的重量份数比为1:4:3。
所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法包括有以下步骤：将NaOH溶解于少量蒸馏水，将完全溶解的NaOH溶液少量多次地倒入半乳甘露聚糖中后搅拌15min，使得NaOH与半乳甘露聚糖充分接触，然后添加阳离子改性剂，快速搅拌至阳离子改性剂充分分散，反应结束后，在70℃的温度下干燥4h，即得到阳离子聚半乳甘露聚糖；其中，所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。半乳甘露聚糖、阳离子改性剂、NaOH的重量份数比为1:4：0.001。
所述阳离子羟乙基纤维素为具有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素。
所述减水剂的制备方法包括有以下步骤：
将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得减水剂。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在于：所述阳离子聚羧酸减水剂的制备过程中，聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚:甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:1，阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，不饱和羧酸酐为马来酸酐。
实施例5
实施例5与实施例4的区别在于：所述阳离子聚羧酸减水剂的制备过程中，聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚:甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.5。
实施例6
实施例6与实施例4的区别在于：所述阳离子聚羧酸减水剂的制备过程中，聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚:甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.8。
实施例7
实施例7与实施例6的区别在于：所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备过程中，阳离子改性剂为2-羟乙基-双三甲基氯化铵。
实施例8
实施例8与实施例6的区别在于：所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备过程中，所述阳离子改性剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的组合物、2-羟乙基-双三甲基氯化铵的组合物，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2-羟乙基-双三甲基氯化铵的重量份数比为1:1。
实施例9
实施例9与实施例6的区别在于：所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备过程中，阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。
对比例
对比例1
本对比例采用市售阴离子聚羧酸减水剂。
对比例2
与实施例9相比，不添加阳离子聚半乳甘露聚糖和阳离子羟乙基纤维素。
对比例3
与实施例9相比，不添加阳离子聚半乳甘露聚糖。
对比例4
与实施例9相比，不添加阳离子羟乙基纤维素。
性能检测
试验用水泥为牌号为P042.5R的普通硅酸盐水泥，含泥量为8％的含泥砂石(蒙脱土占含泥砂石质量的8％)，混凝土配合比为：水泥345kg/m3、含泥的砂石900kg/m3，减水剂掺量为水泥质量的1％。参照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行水泥净浆流动度和水泥胶砂减水率的试验。当水泥中含有粘土时，减水剂对水泥的减水性能会下降，表现在胶砂流动度数值降低。水泥净浆流动度减水率可反映水泥砂浆的流动性和减水剂与水泥的适应性。减水率可表征减水剂的作用效果。
所得结果如表2所示：
表2实施例1-9及对比例1-4的测试结果
从表2可以看出，在高含泥量的情况下，实施例1-9在初始时间、30min、60min、90min、120min的水泥净浆流动度和水泥胶砂减水率均明显高于对比例1，说明本发明实施例中的减水剂在高含泥量条件下，其流动性、减水效果均优于市售阴离子聚羧酸减水剂，本发明实施例中的减水剂与水泥的适应性更好。
实施例9在初始时间、30min、60min、90min、120min的水泥净浆流动度和水泥胶砂减水率均明显高于对比例2，说明本发明实施例中的采用阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素复配的减水剂在高含泥量条件下，其流动性、减水效果均优于阳离子聚羧酸减水剂，本发明实施例中的减水剂与水泥的适应性更好。
实施例9在初始时间、30min、60min、90min、120min的水泥净浆流动度和水泥胶砂减水率均明显高于对比例3和对比例4，采用阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素复配的减水剂在高含泥量条件下，其流动性、减水效果优于阳离子聚羧酸减水剂仅与阳离子聚半乳甘露聚糖复配，也优于阳离子聚羧酸减水剂仅与阳离子羟乙基纤维素复配，说明本发明实施例中的阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素协同增效，本发明实施例中的减水剂与水泥的适应性更好。
比较实施例4与实施例2，所述阳离子聚羧酸减水剂的制备过程中，聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，不饱和羧酸酐为马来酸酐，制得的减水剂效果较好。
比较实施例5-6与实施例4，所述阳离子聚羧酸减水剂的制备过程中，聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚:甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.8，制得的减水剂效果较好。
比较实施例7-9与实施例6，所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备过程中，所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，制得的减水剂效果较好。
上述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申请做出没有创造性贡献的修改，但均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种减水剂，其特征在于，按重量份数，包括有以下组分：阳离子聚羧酸减水剂12-88份、阳离子聚半乳甘露聚糖5-10份、阳离子羟乙基纤维素3-6份；
所述阳离子聚羧酸减水剂的制备方法包括有以下步骤：将聚醚大单体溶于去离子水中，在惰性气体保护下，继续加入阳离子单体和不饱和羧酸酐的混合液，然后继续加入引发剂和分子量调节剂，混合，加热回流，保温，反应结束后，降至常温，即得到阳离子聚羧酸减水剂；其中，所述聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的一种或几种的组合；所述阳离子单体为二甲基二烯丙基溴化铵、三甲基烯丙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的一种或几种的组合；所述不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸酐、衣康酸酐的一种或几种的组合；所述阳离子聚羧酸减水剂的摩尔质量为10000-100000g/mol；所述聚醚大单体、阳离子单体、不饱和羧酸酐的重量份数比为1:(2-4):(3-5)。
2.所述阳离子聚半乳甘露聚糖的制备方法包括有以下步骤：将NaOH溶于蒸馏水中制得NaOH溶液，将NaOH溶液与半乳甘露聚糖充分混合溶解，然后添加阳离子改性剂，搅拌反应，反应结束后，干燥，即得到阳离子聚半乳甘露聚糖；其中，所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2-羟乙基-双三甲基氯化铵中的一种或几种的组合；半乳甘露聚糖、阳离子改性剂、NaOH的重量份数比为1:(2-4)：(0.001-0.002)。
3.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：所述引发剂采用过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：所述分子量调节剂采用十二烷基硫醇。
5.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：制备所述阳离子聚羧酸减水剂的聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的组合，异戊烯醇聚氧乙烯醚与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:0.5-1；阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，不饱和羧酸酐为马来酸酐。
6.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：所述阳离子改性剂为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵。
7.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：所述阳离子羟乙基纤维素为带有季铵阳离子基团的羟乙基纤维素。
8.根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：制备所述阳离子聚羧酸减水剂的加热回流温度为50-65℃，保温时间为1.5-2h，惰性气体为氮气。
9.一种权利要求1～7任意一项所述的减水剂的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：
将所述阳离子聚羧酸减水剂、阳离子聚半乳甘露聚糖、阳离子羟乙基纤维素充分混合，即得减水剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211173412.6A CN115340318A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种减水剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211173412.6A CN115340318A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种减水剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115340318A true CN115340318A (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=83956670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211173412.6A Pending CN115340318A (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种减水剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115340318A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140066547A1 (en) * | 2010-12-09 | 2014-03-06 | Basf Construction Polymers Gmbh | Additive for building product mixtures containing flow agents |
| CN105085822A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-25 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其常温制备方法 |
| CN105800992A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 辽宁奥克化学股份有限公司 | 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN106746881A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 上海三瑞高分子材料股份有限公司 | 一种混凝土抗泥剂组合物 |
| CN108047396A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-18 | 武汉优城科技有限公司 | 一种多阳离子抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN114213601A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-22 | 中建西部建设新材料科技有限公司 | 一种水解调控缓释抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-09-26 CN CN202211173412.6A patent/CN115340318A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140066547A1 (en) * | 2010-12-09 | 2014-03-06 | Basf Construction Polymers Gmbh | Additive for building product mixtures containing flow agents |
| CN105800992A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 辽宁奥克化学股份有限公司 | 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN105085822A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-11-25 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其常温制备方法 |
| CN106746881A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-31 | 上海三瑞高分子材料股份有限公司 | 一种混凝土抗泥剂组合物 |
| CN108047396A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-18 | 武汉优城科技有限公司 | 一种多阳离子抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN114213601A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-22 | 中建西部建设新材料科技有限公司 | 一种水解调控缓释抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 夏纪鼎，倪永全主编, 中国轻工业出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11548967B2 (en) | Preparation method for polycarboxylate water reducer having regular sequence structure | |
| CN108047396B (zh) | 一种多阳离子抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN108046645A (zh) | 中低坍落度混凝土用长效平稳保坍减水剂及其制备方法 | |
| CN112876667B (zh) | 一种二茂铁改性聚氧乙烯醚单体以及二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂和制备方法 | |
| CN108484840A (zh) | 一种酯醚混合结构抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN103613307B (zh) | 保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN109608082B (zh) | 一种抗泥型聚羧酸减水剂、制备方法及应用 | |
| CN114044856A (zh) | 一种阻泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN113861354A (zh) | 一种抗泥型聚羧酸减水剂母液及其制备方法 | |
| CN115340318A (zh) | 一种减水剂及其制备方法 | |
| CN112708025A (zh) | 一种抗离析中间体、自密实混凝土抗离析剂及其制备方法 | |
| CN112194762A (zh) | 一种非交联网状聚羧酸减水剂制备方法 | |
| CN113956407B (zh) | 一种改性聚醚大单体及其制备方法和使用方法 | |
| CN113683736B (zh) | 一种高强混凝土用降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN114685734B (zh) | 一种聚合物基纳米复合型早强剂及其制备方法和应用 | |
| CN114656599A (zh) | 一种添加有抗泥降粘型减水剂的混凝土 | |
| CN111825372B (zh) | 一种聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法 | |
| CN111978484B (zh) | 一种包含4-羟丁基聚氧乙烯醚的含硅磁性聚羧酸减水剂 | |
| CN114044858A (zh) | 一种综合型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN113461870A (zh) | 一种抗泥早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 | |
| CN110204240B (zh) | 一种有机两性高分子活性激发剂及其制备方法和其在大掺量掺合料水泥基材料中的应用 | |
| CN112759756A (zh) | 一种嵌段peg活性大单体及其制备方法和应用 | |
| CN117903378A (zh) | 一种含有磷酸基团的聚羧酸减水剂及其制备方法和应用 | |
| CN117819864B (zh) | 一种聚羧酸高性能减水剂 | |
| CN114014992B (zh) | 一种互斥/缔合型的聚羧酸减水剂及其制备方法和应用 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221115 |