一种促凝早强型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种促凝早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂由如下重量份的原料组分制成：具有末端双键的季铵盐类阳离子单体1～3重量份、聚醚单体190～210重量份、不饱和一元羧酸及其衍生物16～18重量份、氧化剂1.5～2.0重量份、第一还原剂0.1～0.3重量份、第二还原剂0.1～0.3重量份、链转移剂0.8～0.9重量份、碱性调节剂14～18重量份和水210～230重量份。本发明专利技术的促凝早强型聚羧酸减水剂具有突出的促进水泥水化反应的功能，应用于蒸养混凝土、低温环境混凝土和有提早拆模要求的混凝土中，可明显的缩短成型模板的抹面和初凝时间，具有显著的早强效果，同时还具有良好的触变性能，可加快混凝土的施工进度，提高模板的周转率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土外加剂
，具体涉及一种促凝早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
随着混凝土工程项目建设的加快，预制混凝土制品的用量也呈现不断增长的趋势。相比于普通混凝土，预制混凝土要求混凝土具有较好的早期强度发展速率，以提高模板周转率，或满足低温条件下的强度发展，将预制混凝土的生产期延长至深秋甚至冬季，并且对混凝土耐久性也有较高的要求。实现聚羧酸减水剂促凝早强功能的技术途径有两种：一种是合成聚合物本身具有很好的促凝早强性能，另外一种是合成常规的聚羧酸减水剂，通过复配达到促凝早强效果。CN101024565A公开了一种通过复配无水氯化钙、三乙醇胺、苯甲酸钠等早强组分得到的早强复合减水剂，在一定程度上可提高抗压强度，但未提及是否具有促凝效果，且含氯盐，对钢筋混凝土有锈蚀；日本专利JP6005050公开了一种采用碳酸钠和硫酸铝的复合型早强剂，可提高混凝土的早期强度，但容易导致后期性能变差，且提高了混凝土中的碱含量，会加速碱集料反应。综上所述，采用传统无机盐或有机早强组分，会使得减水剂呈弱碱性或强碱性，不但易发生分层，造成减水剂储存稳定性差，同时会使混凝土的后期强度下降。CN101376576B公开了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备工艺，该技术方案采用两种不同链节数的聚乙二醇单醚丙烯酸酯类大单体、(甲基)丙烯酸、烯丙基磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠、具有消泡功能的聚醚丙烯酸酯类单体在氮气保护条件下，采取一次投料的方式进行共聚反应。CN101357834B公开了一种早强型聚羧酸塑化剂，该专利技术采用不同分子量的甲氧基聚乙二醇羧酸酯类大单体、(甲基)丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和无规/嵌段醚在60℃～90℃的水溶液中共聚制备。以上的技术方案均存在早强效果不明显，且产生早强同时牺牲了部分减水性能，导致成本增加等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种促凝早强型聚羧酸减水剂。本专利技术的另一目的在于提供上述促凝早强型聚羧酸减水剂的制备方法。本专利技术的具体技术方案如下：一种促凝早强型聚羧酸减水剂，由如下重量份的原料组分制成：具有末端双键的季铵盐类阳离子单体1～3重量份、聚醚单体190～210重量份、不饱和一元羧酸及其衍生物16～18重量份、氧化剂1.5～2.0重量份、第一还原剂0.1～0.3重量份、第二还原剂0.1～0.3重量份、链转移剂0.8～0.9重量份、碱性调节剂14～18重量份和水210～230重量份，第一还原剂和第二还原剂的重量比为1:1～3，其中，聚醚单体为数均分子量3000～6000的异丁烯醇聚氧乙烯基醚和/或异戊烯醇聚氧乙烯基醚；具有末端双键的季铵盐类阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二烯丙基二甲基氯化铵；第一还原剂为2-羟基-2-亚磺酸基乙酸、2-羟基-2-亚磺酸基乙酸二钠盐、2-羟基-2-磺酸基乙酸或2-羟基-2-磺酸基乙酸二钠盐；第二还原剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二N-羟基异丁基脒水合物、偶氮二N,N’环丁基异丁基脒水合物或偶氮二甲基N-2-羟丁基丙烯酰胺。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述不饱和一元羧酸及其衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过氧化氢。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述链转移剂为巯基乙酸、硫甘油、3-巯基丙酸异辛酯、十二烷基硫醇、3-巯基丙酸或硫代苹果酸。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述碱性调节剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二羟乙基乙二胺、二羟丙基乙二胺、四羟乙基乙二胺和四羟丙基乙二胺中的至少一种。进一步优选的，其pH值为6～7。一种上述促凝早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将具有末端双键的季铵盐类阳离子单体、聚醚单体、氧化剂和148～160重量份水混合，再用部分不饱和一元羧酸调整pH至4～6，于15～30℃搅拌至溶解；(2)用剩余的水将第一还原剂、第二还原剂、链转移剂和剩余的不饱和一元羧酸分
别配制成还原剂溶液、链转移剂溶液和不饱和一元羧酸溶液；(3)将上述还原剂溶液、链转移剂溶液和不饱和一元羧酸溶液同时在3～4h内滴加至步骤(1)的物料中，滴加完毕后在35～40℃下保温反应1～1.5h；(4)待步骤(3)的物料反应完后，加入碱性调节剂中和pH至6～7，即得所述促凝早强型聚羧酸减水剂。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的促凝早强型聚羧酸减水剂具有突出的促进水泥水化反应的功能，应用于蒸养混凝土、低温环境混凝土和有提早拆模要求的混凝土中，可明显的缩短成型模板的抹面和初凝时间，具有显著的早强效果，同时还具有良好的触变性能，可加快混凝土的施工进度，提高模板的周转率。2、本专利技术的促凝早强型聚羧酸减水剂的制备方法通过分子剪裁技术，对主、侧链基团等分子结构进行设计，在反应底料中加入部分不饱和一元羧酸，调节底料中的pH值呈弱酸性，并采用活性较高的复合氧化还原引发体系引发自由基聚合反应，克服了以往早强型减水剂减水率不高、坍落度保持性不好的弊病，具有突出的分散性能。3、本专利技术的促凝早强型聚羧酸减水剂的制备方法完全在常压常温下进行，操作简单，生产周期短，成本低廉。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。实施例1在装有温度计、搅拌器、蠕动泵的四口烧瓶中加入1.5重量份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、200重量份异丁烯醇聚氧乙烯醚大单体(分子量Mw为3000)，1.5重量份过硫酸铵及156重量份水，再加入7重量份丙烯酸，调节底料pH值为4～5，在20℃下搅拌。待溶解后，将0.15重量份2-羟基-2-亚磺酸基乙酸、0.15重量份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐与25重量份的水配成的还原剂溶液、0.8重量份巯基乙酸与25重量份的水配成的链转移剂溶液及10重量份的丙烯酸与15重量份的水配成的不饱和一元羧酸溶液，同时滴加上述还原剂溶液、链转移剂溶液和不饱和一元羧酸溶液，滴加时间为3小时，滴加结束后在35～40℃下保温反应1小时。反应完成后，用16重量份32％浓度氢氧化钠中和至pH值6～7，从而获得促凝早强型聚羧酸减水剂PCE-1。实施例2在装有温度计、搅拌器、蠕动泵的四口烧瓶中加入2重量份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、200重量份异丁烯醇聚氧乙烯醚大单体(分子量Mw为4000)，1.6重量份过硫酸钠及158重量份水，再加入6重量份甲基丙烯酸，调节底料pH值为4～5，在25℃下搅拌。待溶解后，将0.25重量份2-羟基-2-亚磺酸基乙酸二钠盐、0.30重量份偶氮二异丁基脒盐酸盐与25重量份的水配成的还原剂溶液、0.9重量份3-巯基丙酸25重量份的水配成的链转移剂溶液及10重量份的甲基丙烯酸与15重量份的水配成的不饱和一元羧酸溶液，同时滴加上述还原剂溶液、链转移剂溶液和不饱和一元羧酸溶液，滴加时间为3小时，滴加结束后在35～40℃下保温反应1小时。反应完成后，用15重量份三乙醇胺中和至pH值6～7，从而获得促凝早强型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促凝早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：由如下重量份的原料组分制成：具有末端双键的季铵盐类阳离子单体1～3重量份、聚醚单体190～210重量份、不饱和一元羧酸及其衍生物16～18重量份、氧化剂1.5～2.0重量份、第一还原剂0.1～0.3重量份、第二还原剂0.1～0.3重量份、链转移剂0.8～0.9重量份、碱性调节剂14～18重量份和水210～230重量份，第一还原剂和第二还原剂的重量比为1:1～3，其中，聚醚单体为数均分子量3000～6000的异丁烯醇聚氧乙烯基醚和/或异戊烯醇聚氧乙烯基醚；具有末端双键的季铵盐类阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二烯丙基二甲基氯化铵；第一还原剂为2‑羟基‑2‑亚磺酸基乙酸、2‑羟基‑2‑亚磺酸基乙酸二钠盐、2‑羟基‑2‑磺酸基乙酸或2‑羟基‑2‑磺酸基乙酸二钠盐；第二还原剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二N‑羟基异丁基脒水合物、偶氮二N,N’环丁基异丁基脒水合物或偶氮二甲基N‑2‑羟丁基丙烯酰胺。

【技术特征摘要】
1.一种促凝早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：由如下重量份的原料组分制成：具有末端双键的季铵盐类阳离子单体1～3重量份、聚醚单体190～210重量份、不饱和一元羧酸及其衍生物16～18重量份、氧化剂1.5～2.0重量份、第一还原剂0.1～0.3重量份、第二还原剂0.1～0.3重量份、链转移剂0.8～0.9重量份、碱性调节剂14～18重量份和水210～230重量份，第一还原剂和第二还原剂的重量比为1:1～3，其中，聚醚单体为数均分子量3000～6000的异丁烯醇聚氧乙烯基醚和/或异戊烯醇聚氧乙烯基醚；具有末端双键的季铵盐类阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二烯丙基二甲基氯化铵；第一还原剂为2-羟基-2-亚磺酸基乙酸、2-羟基-2-亚磺酸基乙酸二钠盐、2-羟基-2-磺酸基乙酸或2-羟基-2-磺酸基乙酸二钠盐；第二还原剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二N-羟基异丁基脒水合物、偶氮二N,N’环丁基异丁基脒水合物或偶氮二甲基N-2-羟丁基丙烯酰胺。2.如权利要求1所述的一种促凝早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和一元羧酸及其衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种促凝早强型聚羧酸减水剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖广兴，方云辉，林艳梅，赖华珍，刘木林，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35