一种降粘早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用技术

发明专利技术涉及一种降粘早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用，属于建筑材料混凝土技术领域。该减水剂主要由聚醚大单体、降粘单体、氧化剂、不饱和羧酸、还原剂、链引发剂制备而成，其中所述聚醚大单体选自：烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述聚醚大单体的分子量为800‑2000；所述降粘单体由三聚氰胺、丙烯酰氯、三乙胺制备而成。该减水剂一方面通过减少聚醚支链长度并引入具有刚性的环状结构，可有效增加水膜层厚度，降低混凝土的粘度，便于布料和气泡排出，改善混凝土构件表观光洁度。另一方面还通过向聚羧酸分子结构中引入酰胺单元，在碱性条件下水解后可得到均匀分布的多胺基团，能够促进水化产物的形成，提高混凝土的早期强度。

【技术实现步骤摘要】
一种降粘早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及建筑材料混凝土
，特别是涉及一种降粘早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚羧酸减水剂作为最新一代减水剂，具有绿色环保、掺量低、减水率高、功能可调等优点，已成为混凝土生产制备过程中不可或缺的重要组分，尤其是在装配式建筑行业领域，应用广泛。作为未来建筑绿色制造技术的重要支撑，装配式建筑对预拌混凝土有着极高的性能要求：1.早期强度高；2.混凝土拆模表观光泽度好；3.混凝土质量稳定等。但是，当前随着环保压力不断加大，原材料越来越紧缺，各原材料的质量波动较大；同时，针对预制构件拆模时间早，大多数企业采取高水泥用量，低水胶比的方式来生产，一方面导致导致混凝土出机粘度大，流动速度慢，浆体中气泡不易排出，构件拆模以后表观出现大量气孔；另一方面，高水泥用量也导致混凝土后期容易出现化学收缩等影响预制构件耐久性的问题，从长久看，不利于装配式建筑的健康可持续发展。当前，针对以上问题，有研究人员研发通过将N-(4-乙烯苄基)—N，N二烷基胺引入聚羧酸的分子结构中，得到一种降粘型聚羧酸减水剂，应用于混凝土中，可有效降低混凝土粘度，然而却无法起到提高混凝土早期强度的效果；还有研究人员针对常规混凝土早期强度低的特点，向减水剂中加入苯环结构和磺酸根，降低了聚羧酸分子中具有缓释效应的羧酸基团的含量，可有效提高混凝土的早期强度，缩短拆模时间，提高生产效率，但依然没能解决预制构件混凝土粘度大，布料困难的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种降粘早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用，采用该减水剂，既能够降低混凝土的粘度，又可提高混凝土早期强度。一种降粘早强型聚羧酸减水剂，主要由以下摩尔比的原料制备而成：所述聚醚大单体选自：烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述聚醚大单体的数均分子量为800-2000；所述降粘单体由以下摩尔比的原料制备而成：三聚氰胺1-2丙烯酰氯1-3.5三乙胺0.005-0.05。上述降粘早强型聚羧酸减水剂，通过减少聚醚支链长度，同时引入具有刚性结构的三聚氰胺为降粘单体，可有效增加水膜层厚度，降低混凝土的粘度，便于布料和气泡排出，改善混凝土构件表观光洁度。在其中一个实施例中，将三聚氰胺与三乙胺投入二氯甲烷与二甲基甲酰胺的混合溶液中，加热至70-80℃保温，并开始滴加丙烯酰氯后回流2-4h，通过碳酸氢钠水溶液处理后，即得。在其中一个实施例中，所述混合溶液为体积比为1：1的二氯甲烷：二甲基甲酰胺。在其中一个实施例中，所述氧化剂选自：过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；所述不饱和羧酸选自：丙烯酸、衣糠酸、马来酸酐、富马酸及其衍生物中的至少一种；所述还原剂选自：L-抗坏血酸、吊白块、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、亚硫酸氢钾中的至少一种；所述链引发剂选自：亚硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠、巯基乙醇中的至少一种。可以理解的，上述不饱和羧酸中，衍生物包括烷基衍生物等，如丙烯酸衍生物包括甲基丙烯酸等。本专利技术还公开了上述的降粘早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：基料配制：将聚醚大单体与降粘单体溶解于水中，加入氧化剂，配制成基料；A料配制：将不饱和羧酸加水配制成为A料；B料配制：将还原剂与链引发剂加水配制成为B料；混合反应：向基料内同时开始滴加A料和B料，滴加结束后保温反应，即得。在其中一个实施例中，所述基料配制步骤中，将聚醚大单体与降粘单体溶解于水中，加热至40-70℃，搅拌10-15min，配制成为基料。在其中一个实施例中，所述混合反应步骤中，A料滴加2.5-3h，B料滴加3-3.5h，滴加结束保温1.5h。在其中一个实施例中，所述混合反应步骤中，反应结束之后还加入氢氧化钠、氢氧化钾中的一种，进行中和反应。本专利技术还公开了一种混凝土，包括上述的降粘早强型聚羧酸减水剂。上述混凝土与现有产品相比，可有效降低水胶比混凝土粘度，并提高产品的保坍性，缓释过程中水解出多胺基团有效提高混凝土早期强度。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种降粘早强型聚羧酸减水剂，一方面通过减少聚醚支链长度并引入具有刚性的环状结构，可有效增加水膜层厚度，降低混凝土的粘度，便于布料和气泡排出，改善混凝土构件表观光洁度。另一方面还通过向聚羧酸分子结构中引入酰胺单元，在碱性条件下水解后可得到均匀分布的多胺基团，能够促进水化产物的形成，提高混凝土的早期强度。利用上述减水剂得到的混凝土产品，与现有产品相比，不仅可有效降低混凝土粘度，并提高产品的保坍性，还能在缓释过程中水解出多胺基团有效提高混凝土早期强度。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照具体实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。实施例1将1.0mol烯丙基聚氧乙烯醚(数均分子量1600)与0.05mol降粘单体溶解于水中，加热，投入0.01mol双氧水(过氧化氢)，搅拌10-15min，配制成基料；将3.0mol丙烯酸加水配制成A料；将0.05molL-抗坏血酸与0.05mol巯基乙酸加水配制成B料；向基料中同时滴加A料和B料,其中A料滴加2.5-3h，B料滴加3-3.5h，滴加结束，50℃保温1.5h后，以氢氧化钠中和，即得降粘早强型聚羧酸减水剂。其中，降粘单体的制备为：将1mol三聚氰胺与0.05mol三乙胺投入二氯甲烷与二甲基甲酰胺的混合溶液(二氯甲烷与二甲基甲酰胺体积比为＝1：1)中，加热至70-80℃保温，滴加2mol丙烯酰氯后回流3h，通过碳酸氢钠水溶液处理后，即得。实施例2将1.5mol烯丙基聚氧乙烯醚(数均分子量2000)与0.1mol降粘单体溶解于水中，加热，投入0.1mol双氧水(过氧化氢)，搅拌10-15min，配制成基料；将7mol甲基丙烯酸加水配制成A料，将0.1mol吊白块与0.5mol巯基乙酸加水配制成B料；向基料中同时滴加A料和B料,其中A料滴加2.5-3h，B料滴加3-3.5h，滴加结束，50℃保温1.5h后，以氢氧化钠中和，即得降粘早强型聚羧酸减水剂。其中，降粘单体的制备为：将2mol三聚氰胺与0.01mol三乙胺投入二氯甲烷与二甲基甲酰胺的混合溶液(二氯甲烷与二甲基甲酰胺体积比为＝1：1)中，加热至70-80℃保温，并开始滴加1mol丙烯酰氯后回流3h，通过碳酸氢钠水溶液处理后，即得。实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降粘早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，主要由以下摩尔比的原料制备而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种降粘早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，主要由以下摩尔比的原料制备而成：



所述聚醚大单体选自：烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述聚醚大单体的数均分子量为800-2000；
所述降粘单体由以下摩尔比的原料制备而成：
三聚氰胺1-2
丙烯酰氯1-3.5
三乙胺0.005-0.05。


2.根据权利要求1所述的降粘早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述降粘单体通过以下方法制备得到：将三聚氰胺与三乙胺投入二氯甲烷与二甲基甲酰胺的混合溶液中，加热至70-80℃保温，并开始滴加丙烯酰氯后回流2-4h，通过碳酸氢钠水溶液处理后，即得。


3.根据权利要求1所述的降粘早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述混合溶液为体积比为1:1的二氯甲烷：二甲基甲酰胺。


4.根据权利要求1所述的降粘早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述氧化剂选自：过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；
所述不饱和羧酸选自：丙烯酸、衣糠酸、马来酸酐、富马酸及其衍生物中的至少一种；
所述还原剂选自：L-抗坏血酸、吊白块、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、亚硫酸氢钾中的至少一种；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵强，顾本庆，张金龙，钟开红，唐孟雄，胡贺松，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院有限公司，广州建筑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44