一种抗絮凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于建筑材料外加剂制备技术领域，具体涉及一种抗絮凝剂及其制备方法和应用。将该抗絮凝剂用于混凝土中，一方面可以克服因在混凝土中加入絮凝剂后使混凝土粘度变大、流动性变差的问题，另一方面该抗絮凝剂的添加对混凝土的性能无影响，在使用过程中不会析出晶体，水溶性好，结构稳定。当絮凝剂将混凝土中的泥沙沉降后，该抗絮凝剂可以脱除混凝土水相中的絮凝剂，从根本上解决絮凝剂对混凝土性能不利的问题。利的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抗絮凝剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于建筑材料外加剂制备
，具体涉及一种抗絮凝剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着我国基建行业的迅猛发展，大量天然砂资源被消耗殆尽。近几年，政府对环境的保护日趋增强，严禁个人非法私自开采河砂。目前，中国河道采砂有两部分构成，一是对可以采砂的区域进行规定，设定可采区、可采期和可采量；二是河道航道疏浚清淤，根据河道航道水库实际情况来制定，作为天然砂的补充砂源。这对于我国每年百亿吨的砂需求无疑是杯水车薪。
[0003]机制砂的使用刻不容缓。与天然砂相比，机制砂具有质量可控、来源广泛、价格低廉等优势。但是，机制砂在生产过程中会产生大量的粉尘，这些粉尘混杂在机制砂中严重损害了机制砂的质量。为除去这些粉尘，需要对机制砂进行冲洗，为提高废水周转效率，会向废水中加入絮凝剂，加快泥沙颗粒的沉淀。目前常用的絮凝剂有两大类，一类是聚合氯化铝，这种絮凝剂对混凝土流动性无明显影响，但是会导致砂氯离子含量超标，因此在机制砂生产领域使用较少；另一类是丙烯酰胺阴离子聚合物，这种絮凝剂会导致混凝土粘度过大、流动性差、坍落度损失快等问题，对混凝土施工造成巨大危害。
[0004]当前针对机制砂含絮凝剂的问题常用的手段是加大减水剂的掺量，虽然加大减水剂的掺量会克服絮凝剂造成混凝土粘度过大、流动性差等问题，但是加大减水剂掺量一方面会加大混凝土的生产成本，另一方面会造成混凝土包裹性变差，有泌水离淅的风险，影响混凝土的质量稳定。目前，市场上尚未开发出有效的外加剂能够解决絮凝剂对混凝土不利的影响。因此，研究开发一种新型外加剂防止絮凝剂影响混凝土质量对机制砂的推广应用具有重要意义。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中在混凝土中加入絮凝剂后会使混凝土的粘度变大，流动性变差等缺陷，从而提供了一种抗絮凝剂及其制备方法和应用。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]本专利技术提供了一种抗絮凝剂，具有如下结构式，
[0008][0009]其中，m为1
‑
6的整数；n为0
‑
6的整数；x为0
‑
3的整数；y为0
‑
3的整数；x和y不能同时为0；X1为卤素，X2为卤素，X3为卤素。
[0010]所述抗絮凝剂具有如下结构式，
[0011][0012]所述抗絮凝剂的分子量为400
‑
1500。
[0013]本专利技术还提供了一种上述抗絮凝剂的制备方法，包括，反应单体在引发剂的作用下通过自由基聚合反应得到。
[0014]所述反应单体包括阳离子单体；
[0015]所述反应单体还包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵盐和/或二甲基二烯丙基铵盐。
[0016]所述反应单体还包括苯乙烯。
[0017]所述阳离子单体的制备方法包括，丙烯酰胺与环氧卤代烃在碱性条件下反应得到中间产物，调pH后，与二甲胺反应，得到含阳离子单体溶液；
[0018]优选地，丙烯酰胺、环氧卤代烃和二甲胺的摩尔比为(0.9
‑
1.1):(1.2
‑
1.5):(0.9
‑
1.1)；
[0019]更优选地，丙烯酰胺、环氧卤代烃和二甲胺的摩尔比为1:(1.2
‑
1.5):1；其中，环氧
卤代烃为环氧氯丙烷或环氧溴丙烷，优选为环氧氯丙烷；
[0020]所述含阳离子单体溶液中阳离子单体的固含量为60
‑
65％。
[0021]所述阳离子单体具有如下结构式：
[0022][0023]阳离子单体的结构式优选为，
[0024][0025]所述阳离子单体的制备方法具体包括，将环氧氯丙烷加热至48
‑
53℃，另将氢氧化钾溶于水中，然后加入丙烯酰胺，搅拌使溶解，得到混合溶液A；然后将混合溶液A滴加至环氧氯丙烷中，反应，然后加入酸溶液，调pH至4
‑
6后滴加二甲胺水溶液，滴加结束后，继续反应，加酸溶液，调pH之4
‑
6得到含阳离子单体溶液。
[0026]进一步地，以反应单体总质量计，阳离子单体的质量分数为10
‑
60％；
[0027]以反应单体总质量计，甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵盐的质量分数为0
‑
52％；
[0028]以反应单体总质量计，二甲基二烯丙基铵盐的质量分数为0
‑
47％；
[0029]以反应单体总质量计，苯乙烯的质量分数为0
‑
10％。
[0030]所述引发剂为氧化还原体系引发剂；
[0031]所述引发剂中的氧化剂为过硫酸盐或过氧化氢；所述引发剂中的还原剂为维C或亚硫酸氢钠；
[0032]所述氧化剂与反应单体的总质量比为(5
‑
15)：100；其中，还原剂与氧化剂的质量比为(1
‑
3)：10；
[0033]优选地，还包括在聚合反应中加入链转移剂的步骤；
[0034]所述链转移剂与反应单体的总质量比为(2
‑
5)：100。
[0035]本专利技术还提供了一种上述抗絮凝剂或上述方法制备得到的抗絮凝剂在制备混凝土中的应用。
[0036]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0037]1.本专利技术提供的抗絮凝剂，将该抗絮凝剂用于混凝土中，一方面可以克服因在混凝土中加入絮凝剂后使混凝土粘度变大、流动性变差的问题，另一方面该抗絮凝剂的添加对混凝土的性能无影响，在使用过程中不会析出晶体，水溶性好，结构稳定。当絮凝剂将混凝土中的泥沙沉降后，该抗絮凝剂可以脱除混凝土水相中的絮凝剂，从根本上解决絮凝剂对混凝土性能不利的问题。
[0038]2.本专利技术提供的抗絮凝剂，本专利技术提供的抗絮凝剂结构式可以控制其分子量在400
‑
1500，该抗絮凝剂为低聚合度聚合物，分子量过高或过低都会影响抗絮凝剂的效果，分子量过高，抗絮凝剂不能发挥其性能，对混凝土的流动性改善效果不突出。
[0039]3.本专利技术提供了一种抗絮凝剂的制备方法，该方法制备得到的抗絮凝剂的结构稳定，将其用于混凝土中，可以防止因添加絮凝剂等助剂出现的粘度变大、流动性差的问题。
以丙烯酰胺作为原料制备得到阳离子单体具有较好的聚合活性，这是因为丙烯酰胺具有较好的聚合活性，双键活跃，并且酰胺基团具有活泼氢，可以与其它化学物质的基团发生取代反应，引入目标基团；若将本专利技术的丙烯酰胺改成其它单体，会导致聚合反应失败或者分子量超过该范围。以苯乙烯作为抗絮凝剂的原料，这是因为苯乙烯为带有正电荷的单体，苯环和C＝C形成共轭，导致电子向双键偏移，苯环带有正电荷，能够与絮凝剂异种电荷相吸。
[0040]阳离子单体与其它一种或者多种单体共聚，形成一条直链分子，并向四周伸展出支链。由于支链带有正电荷，絮凝剂带有负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗絮凝剂，其特征在于，具有如下结构式，其中，m为1
‑
6的整数；n为0
‑
6的整数；x为0
‑
3的整数；y为0
‑
3的整数；x和y不能同时为0；X1为卤素，X2为卤素，X3为卤素。2.根据权利要求1所述的抗絮凝剂，其特征在于，具有如下结构式，3.根据权利要求1或2所述的抗絮凝剂，其特征在于，所述抗絮凝剂的分子量为400
‑
1500。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述抗絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括，反应单体在引发剂的作用下通过自由基聚合反应得到。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应单体包括阳离子单体；所述反应单体还包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵盐和/或二甲基二烯丙基铵盐。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应单体还包括苯乙烯。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体的制备方法包括，丙烯酰胺与环氧卤代烃在碱性条件下反应得到中间产物，调pH后，与二甲胺反应，得到含阳离子单体溶液；
优选地，丙烯酰胺、环氧卤代烃和二甲胺的摩尔比为(0.9
‑
1.1):(1.2
‑
1.5):(0.9
‑
1.1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝浩胜，何新耀，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：