CN116496023A - 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及混凝土外加剂领域，具体公开了一种聚羧酸减水剂及其制备方法。该聚羧酸减水剂包括聚羧酸减水剂母液60～80份，聚羧酸保坍剂母液30～50份，功能材料24～48份，抗菌改性剂20～30份，水补足至1000份，所述抗菌改性剂包括抗菌组分、负载组分和稳定组分，所述抗菌组分、负载组分和稳定组分三者重量之比为25:1～2:1～3。本申请的聚羧酸减水剂可用于混凝土拌和，其具有减少微生物繁殖导致减水剂变质的优点。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土外加剂领域，更具体地说，它涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
高性能混凝土是目前重点发展的方向之一，因其具有快硬、高强和高密实性等特点，逐步在建筑市场得到青睐。良好的流动性和可泵送性是混凝土实现安全应用的前提，但在高强度等级混凝土拌制过程中为了保证混凝土的力学性能，常采用大量胶材、低水胶比，从而导致混凝土粘度高、流速慢等问题，大大影响了混凝土的工作性能。
为了解决混凝土粘度高带来的混凝土工作性能差的问题，聚羧酸减水剂在实际工程中被广泛使用，相比于其他减水剂品种，它具有减水率高、坍落度损失小等优点，同时能提高混凝土体积稳定性，有效降低开裂几率。
在使用过程中，聚羧酸母液通常需要与缓凝剂、保水剂以及和易性调节剂等功能材料复配使用，复配后的聚羧酸母液和其他功能材料等有机质为微生物繁殖提供了营养物质，从而导致复配后的聚羧酸减水剂腐化变质，进而导致产品性能下降。
发明内容
为了减少微生物繁殖导致聚羧酸减水剂腐败变质的情况，减少对产品性能的不良影响，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，包括聚羧酸减水剂母液60～80份，聚羧酸保坍剂母液30～50份，功能材料24～48份，抗菌改性剂20～30份，水补足至1000份，所述抗菌改性剂包括抗菌组分、负载组分和稳定组分，所述抗菌组分、负载组分和稳定组分三者重量之比为25:1～2:1～3。
通过采用上述技术方案，以将抗菌组分结合于负载组分上，通过稳定组分提高抗菌改性剂的整体稳定性，从而使得制成的聚羧酸减水剂抗菌性能有效提升，进而减少聚羧酸减水剂因微生物繁殖导致聚羧酸减水剂腐败变质的情况，减少对产品性能的不良影响。
优选的，所述抗菌组分包括有机抗菌材料和无机抗菌材料，所述有机抗菌材料和无机抗菌材料二者重量之比为1:1～3。
通过采用上述技术方案，以有机抗菌材料和无机抗菌材料混合作为抗菌组分，从而有效提高抗菌改性剂的抗菌性能。
优选的，所述有机抗菌材料为儿茶素和金银花提取物，所述儿茶素和金银花提取物二者重量之比为1:1，所述无机抗菌材料为纳米氧化铜和纳米蒙脱土，所述纳米氧化铜和纳米蒙脱土二者重量之比为1:1～5。
通过采用上述技术方案，抗菌改性剂与其他原料混合均匀后，儿茶素受水渗透而溶于水中，提高聚羧酸减水剂的抗菌性能，而无机抗菌材料则持续起抗菌作用，进一步提高聚羧酸减水剂的抗菌性能。
优选的，所述负载组分包括线性低密度聚乙烯和聚乙烯蜡，二者重量之比为19:1。
通过采用上述技术方案，以线性低密度聚乙烯和聚乙烯蜡作为原料，将抗菌组分与稳定组分混合其中制得抗菌改性剂，从而有效提高抗菌改性剂的整体稳定性。
优选的，所述稳定组分为亲水性纳米二氧化钛。
通过采用上述技术方案，稳定组分的加入一方面提高所制得的抗菌改性剂的致密度和密实性，另一方面提高抗菌改性剂的亲水性，使得抗菌改性剂更容易与水结合，便于抗菌组分中的有机抗菌材料溶于水，提高聚羧酸减水剂的抗菌性能。
优选的，所述抗菌改性剂的制备包括以下步骤：将抗菌组分、负载组分和稳定组分混合，经熔融、挤出和造粒制得颗粒，再经液氮冷冻后破碎，从而制得抗菌改性剂。
通过采用上述技术方案，以热塑性塑料为负载载体，从而与抗菌组分以及稳定组分结合，使得抗菌改性剂性能更稳定，且当抗菌改性剂与其他组分混合时，有效提高其分散均匀性。
优选的，所述功能材料包括三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、硫代硫酸钠和羟丙基甲基纤维素，所述三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、硫代硫酸钠和羟丙基甲基纤维素四者重量之比为2:2:3:1。
通过采用上述技术方案，加入功能材料从而使得减水剂兼顾缓凝剂、保水剂以及和易性调节剂的功能，从而提高混凝土的施工性能。
第二方面，本申请提供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，将聚羧酸减水剂母液、聚羧酸保坍剂母液、功能材料和抗菌改性剂混合，加水补足至1000份后搅拌混合均匀，密封制得聚羧酸减水剂。
通过采用上述技术方案，简单混合将母液、功能材料以及抗菌改性剂与水混合，即可制得抗菌性能极佳的聚羧酸减水剂，操作简单方便。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请稳定组分的加入一方面提高所制得的抗菌改性剂的致密度和密实性，另一方面提高抗菌改性剂的亲水性，使得抗菌改性剂更容易与水结合，便于抗菌组分中的有机抗菌材料溶于水，提高聚羧酸减水剂的抗菌性能。
2、本申请中加入功能材料从而使得减水剂兼顾缓凝剂、保水剂以及和易性调节剂的功能，从而提高混凝土的施工性能。
3、本申请的方法，通过简单混合即可制得抗菌性能极佳的聚羧酸减水剂，操作方便。
具体实施方式
本申请中聚羧酸减水剂母液采购自市售；聚羧酸保坍剂母液采购自市售；儿茶素纯度为98％，粒径为80目，采购自市售；金银花提取物，粒径为80目，采购自市售；纳米氧化铜粒径为50nm，采购自市售；纳米蒙脱土粒径为100nm，采购自市售；线性低密度聚乙烯，采购自市售；聚乙烯蜡，采购自市售；亲水性纳米二氧化钛粒径为30nm，采购自市售，三聚磷酸钠采购自市售；葡萄糖酸钠采购自市售；硫代硫酸钠采购自市售；羟丙基甲基纤维素采购自市售。
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜、1kg纳米蒙脱土和4kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例2
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜、3kg纳米蒙脱土和8kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例3
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜、5kg纳米蒙脱土和12kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例4
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜和3kg纳米蒙脱土搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例5
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
将1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜、3kg纳米蒙脱土和8kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，从而制得抗菌改性剂。
制备例6
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
S1、将95kg线性低密度聚乙烯和5kg聚乙烯蜡搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例7
本制备例提供一种抗菌改性剂，其由以下步骤制得：
将1kg儿茶素、1kg金银花提取物、1kg纳米氧化铜和3kg纳米蒙脱土搅拌混合，从而制得抗菌改性剂。
制备例8
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、3kg儿茶素、3kg金银花提取物和8kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
制备例9
S1、将95kg线性低密度聚乙烯、5kg聚乙烯蜡、1.5kg纳米氧化铜、4.5kg纳米蒙脱土和8kg亲水性纳米二氧化钛搅拌混合，再经双螺杆挤出机挤出造粒，所得颗粒粒径为5mm。
S2、将S1所得颗粒经液氮冷冻15min后，将颗粒破碎至150目，从而制得抗菌改性剂。
表1制备例原料表(kg)
实施例
实施例1
本实施例提供一种聚羧酸减水剂，其由以下步骤制得：
将60kg聚羧酸减水剂母液、30kg聚羧酸保坍剂母液、6kg三聚磷酸钠、6kg葡萄糖酸钠、9kg硫代硫酸钠、3kg羟丙基甲基纤维素、20kg制备例1制得的抗菌改性剂和866kg水搅拌混合均匀，密封制得聚羧酸减水剂。
实施例2
本实施例提供一种聚羧酸减水剂，其由以下步骤制得：
将70kg聚羧酸减水剂母液、40kg聚羧酸保坍剂母液、9kg三聚磷酸钠、9kg葡萄糖酸钠、13.5kg硫代硫酸钠、4.5kg羟丙基甲基纤维素、25kg制备例2制得的抗菌改性剂和829kg水搅拌混合均匀，密封制得聚羧酸减水剂。
实施例3
本实施例提供一种聚羧酸减水剂，其由以下步骤制得：
将80kg聚羧酸减水剂母液、50kg聚羧酸保坍剂母液、12kg三聚磷酸钠、12kg葡萄糖酸钠、18kg硫代硫酸钠、6kg羟丙基甲基纤维素、30kg制备例3制得的抗菌改性剂和792kg水搅拌混合均匀，密封制得聚羧酸减水剂。
实施例4
本实施例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例8制得的。
实施例5
本实施例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例9制得的。
对比例
对比例1
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例4制得的。
对比例2
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例5制得的。
对比例3
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例6制得的。
对比例4
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：
抗菌改性剂为制备例7制得的。
对比例5
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：抗菌改性剂为亲水性纳米二氧化钛。
对比例6
本对比例提供一种聚羧酸减水剂，其与实施例2不同之处在于：未添加抗菌改性剂。
表2实施例和制备例原料表(kg)
性能检测试验将实施例或对比例于35℃，80％湿度环境中放置，分别于30、60、90和180天记载观察情况。
按照如下配合比，依次讲实施例和对比例制得的聚羧酸减水剂与其他原料混合制得混凝土，然后对混凝土的工作性能和抗压强度进行检测。
P·O42.5R水泥200kg，S95级矿粉100kg，Ⅰ级粉煤灰80，细度模数2.6的机制砂770kg，5-31.5mm连续级配的碎石1060kg，水160kg，减水剂6.5kg。其中减水剂为35℃，80％湿度储存180天以后使用。
根据GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》测试混凝土坍落度。
根据GB/T 50081—2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》测试混凝土28d抗压强度。
表3性能测试表
结合实施例2、对比例2、对比例3、对比例4和对比例5并结合表3可以看出，以将抗菌组分结合于负载组分上，通过稳定组分提高抗菌改性剂的整体稳定性，从而使得制成的聚羧酸减水剂抗菌性能有效提升，进而减少聚羧酸减水剂因微生物繁殖导致聚羧酸减水剂腐败变质的情况，减少对产品性能的不良影响。
结合实施例2、对比例1、对比例3、对比例4和对比例5并结合表3可以看出，以线性低密度聚乙烯和聚乙烯蜡作为负载组分，将抗菌组分与稳定组分混合其中制得抗菌改性剂，从而有效提高抗菌改性剂的整体稳定性。
结合实施例2、实施例4和实施例5并结合表3可以看出，抗菌改性剂与其他原料混合均匀后，儿茶素和金银花提取物受水渗透而溶于水中，提高聚羧酸减水剂的抗菌性能，而无机抗菌材料则持续起抗菌作用，进一步提高聚羧酸减水剂的抗菌性能。
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 (8)
1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于，包括聚羧酸减水剂母液60～80份，聚羧酸保坍剂母液30～50份，功能材料24～48份，抗菌改性剂20～30份，水补足至1000份，所述抗菌改性剂包括抗菌组分、负载组分和稳定组分，所述抗菌组分、负载组分和稳定组分三者重量之比为25:1～2:1～3。
2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述抗菌组分包括有机抗菌材料和无机抗菌材料，所述有机抗菌材料和无机抗菌材料二者重量之比为1:1～3。
3.根据权利要求2所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述有机抗菌材料为儿茶素和金银花提取物，所述儿茶素和金银花提取物二者重量之比为1:1，所述无机抗菌材料为纳米氧化铜和纳米蒙脱土，所述纳米氧化铜和纳米蒙脱土二者重量之比为1:1～5。
4.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述负载组分包括线性低密度聚乙烯和聚乙烯蜡，二者重量之比为19:1。
5.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述稳定组分为亲水性纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述抗菌改性剂的制备包括以下步骤：将抗菌组分、负载组分和稳定组分混合，经熔融、挤出和造粒制得颗粒，再经液氮冷冻后破碎，从而制得抗菌改性剂。
7.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于：所述功能材料包括三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、硫代硫酸钠和羟丙基甲基纤维素，所述三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、硫代硫酸钠和羟丙基甲基纤维素四者重量之比为2:2:3:1。
8.权利要求1-7任意一项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，将聚羧酸减水剂母液、聚羧酸保坍剂母液、功能材料和抗菌改性剂混合，加水补足至1000份后搅拌混合均匀，密封制得聚羧酸减水剂。
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