一种高强节能型聚羧酸减水剂制造技术

本发明专利技术公开了一种高强节能型聚羧酸减水剂，该减水剂由特定质量比的减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂组成，该减水剂与水泥具有良好的适应性，能使水泥在水化过程中一直保持良好的流动性，抑制了水泥的前期水化，减缓了水化热高峰期，能与水泥充分反应，减少了水泥絮凝现象，提高了混凝土的强度，能大量节约水泥和水，具有环保节能的特点。具有环保节能的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高强节能型聚羧酸减水剂


[0001]本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种高强节能型聚羧酸减水剂。

技术介绍

[0002]混凝土作为当今土木工程中应用最为广泛的建筑材料，它以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，加水搅拌制成。减水剂作为混凝土的主要外加剂，对改善混凝土的工作性能有着至关重要的作用，将其加入混凝土中，可以对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，可以大幅度减少预拌混凝土时水的用量，而且可以使混凝土在低用水量时具有初始坍落度大、流动性高等优点，并且由于较低的水胶比使得混凝土具有更高的工作强度以及更长久的耐久性，同时能减少单位水泥用量，节约水泥。
[0003]减水剂的发展到目前为止经历了3个阶段，第一代减水剂是木质素系减水剂，其具有产量高、价格低、来源广泛等优点，但木质素系减水剂减水性能差，与水泥相容性差等问题限制了其应用；第二代减水剂是水溶性树脂类减水剂包括萘系减水剂(FDN)、三聚氰胺磺酸盐甲醛系减水剂(SMF)等，它与木质素系减水剂相比具有较高的减水率、耐高温性能以及拌和性能，但由于水溶性树脂类减水剂在施工应用中工作性保持能力差、坍落度损失快、硬化后收缩率高等缺点，限制了其使用；第三代减水剂是聚羧酸系高性能减水剂，其具有掺量低、减水率高和坍落度经时损失小等优点，现已被广泛应用于公路、铁路、隧道、房屋建筑等领域。
[0004]混凝土外加剂与水泥之间适应性一直以来都是难以克服的问题，聚羧酸减水剂也不例外。水泥的组分、比表面积、含碱量、石膏的种类及掺量的不同等都会影响减水剂与水泥的适应性。研究表明：水泥中的C3A含量越高，比表面积越大，含碱量越高，会致使混凝土的流动性变差。研究表明：石膏掺量和结晶形态对羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为产生较大影响，从而影响水泥颗粒的分散。随着石膏掺量的增加，溶液中可溶性浓度增大，会与聚羧酸盐减水剂形成竞争吸附的态势，急剧降低聚羧酸的吸附率，严重影响聚羧酸减水剂的吸附分散效果。除此之外，水泥中所含的SO42‑
离子对其使用效果影响也是比较大的。大量的SO
42
‑
离子会直接影响聚羧酸减水剂分子的对水泥粒子的吸附量，导致了减水剂的减水效果大大减弱，于是就出现了泌水的问题。通过研究和工程实践表明，减水剂掺入到水泥后，通常都可能会遇到减水剂与水泥适应性差、对砂石骨料的含泥量敏感、新拌混凝土工作性不稳定等问题。
[0005]CN 104016616 A公开了一种高强节能型聚羧酸减水剂及其制备方法，该聚羧酸减水剂所使用原料各组分的重量百分比为：端烯基烷撑聚氧乙烯醚：2
‑
12％；顺丁烯二酸酐：0.5
‑
8％；过硫酸铵与亚硫酸氢钠：2
‑
8％；甲基丙烯酸：4
‑
15％；巯基乙酸：1
‑
10％；维生素C：0.2
‑
3.0％；甲基丙烯酰胺：0.5
‑
5％；2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙基磺酸钠：1.5
‑
8％；氢氧化钠：0.1
‑
4％；水：55
‑
88.2％；本专利技术合成的聚羧酸减水剂具有很好的工作性能，在较小的掺量下，具有好的分散性和保塑性，减水率高，早期强度发展快，后期强度高，具有明显的高强性能。但是该专利技术未能解决聚羧酸减水剂与水泥的适应性差的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是解决现有技术中聚羧酸减水剂与水泥之间的适应性的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种环保节能、适应性强的聚羧酸减水剂。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0009]一种高强节能型聚羧酸减水剂，由减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂组成，两者质量比为2
‑
6:1；优选的质量比为3
‑
4:1；更优选的质量比为4:1。
[0010]所述减水型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1称取300
‑
350份甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于500
‑
600份水中，得到混合液L1；将30
‑
40份戊烯二酸溶于80
‑
100份水中，得到溶液A；将2
‑
3份巯基乙酸、1
‑
1.5份抗坏血酸溶于5
‑
8份水中，得到溶液B；
[0012]S2在20
‑
30℃条件下，将混合液L1和10
‑
20份20
‑
30wt％双氧水混合均匀后，以2
‑
5份/min的滴加速度溶液A和溶液B，滴加完成后保温1
‑
2h，用0.5
‑
1mol/L NaOH水溶液调节pH值为6
‑
7后得到减水型聚羧酸减水剂。
[0013]优选的，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚为改性甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其制备方法，包括如下步骤：将20
‑
30份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、30
‑
40份氨基磺酸、5
‑
10份尿素混合后，在N2保护下于20
‑
40℃搅拌1
‑
2h，然后将混合液的温度升至110
‑
120℃，保温反应4
‑
6h后，过滤，收集滤液，滤饼用70
‑
90wt％乙醇水溶液洗涤，减压蒸除未反应完的氨基磺酸和乙醇得到产物，将产物置于60
‑
80℃真空干燥箱中干燥6
‑
8小时后得到改性甲基烯丙基聚氧乙烯醚。
[0014]专利技术人采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚作为反应大单体，在合成聚羧酸减水剂的过程中在大单体上引入氨基磺酸基，改善了制备的聚羧酸减水剂的减水性能，提高了减水率；该减水型聚羧酸减水剂分子量为30000
‑
50000，具有较高的减水率；现有技术中常用木质素磺酸盐减水剂，但是其存在减水率低，与水泥相容性差的问题；现有技术中也有芳香族氨基磺酸系减水剂，但是其存在成本高且对掺量敏感，易泌水离析的问题；本专利技术通过在聚羧酸减水剂分子上引入氨基磺酸基团，对长侧链起到一定的邻近空间位阻作用，能使减水剂分子更好的分散，使得彼此的分子构象更为舒展，在水泥表面形成水化膜；戊烯二酸有利于聚羧酸分子吸附于水泥水化颗粒表面形成更稳定的水化膜，增加了水泥颗粒间的滑动能力；聚羧酸减水剂分子侧链连有较多的氨基磺酸、戊烯二酸等阴离子基团，在减水剂分子吸附在水泥颗粒表面上时，会使水泥颗粒带有负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电斥力作用，形成了由水泥颗粒、减水剂、自由水耦合而成的稳定结构，在水泥浆体中充分分散，起到了钢珠作用，大大的提高了水泥浆体的流动性，改善了聚羧酸减水剂与水泥的适应性。
[0015]所述保坍型聚羧酸减水剂的制备方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强节能型聚羧酸减水剂，其特征在于：由减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂组成。2.如权利要求1所述的高强节能型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂的质量比为2
‑
6:1。3.如权利要求1所述的高强节能型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂的质量比为3
‑
4:1。4.如权利要求1所述的高强节能型聚羧酸减剂，水其特征在于：所述减水型聚羧酸减水剂和保坍型聚羧酸减水剂的质量比为4:1。5.如权利要求1所述的高强节能型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述减水型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：S1称取300
‑
350份甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于500
‑
600份水中，得到混合液L1；将30
‑
40份戊烯二酸溶于80
‑
100份水中，得到溶液A；将2
‑
3份巯基乙酸、1
‑
1.5份抗坏血酸溶于5
‑
8份水中，得到溶液B；S2在20
‑
30℃条件下，将混合液L1和10
‑
20份20
‑
30wt％双氧水混合均匀后，滴加溶液A和溶液B，滴加完成后保温1
‑
2h，用0.5
‑
1mol/L NaOH水溶液调节pH值为6
‑
7后得到减水型聚羧酸减水剂。6.如权利要求3所述的高强节能型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚为改性甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其制备方法，包括如下步骤：将20
‑
30份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、30
‑
40份氨基磺酸、5
‑
10份尿素混合后，在N2保护下于20
‑
40℃搅拌1
‑
2h，然后将混合液的温度升至110
‑
120℃，保温反应4
‑
6h后，过滤，收集滤液，滤饼用70
‑
90wt％乙醇洗涤，减压蒸除未反应完的氨基磺酸和乙醇得到产物，将产物置于60
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：段平娥，张召伟，
申请(专利权)人：湖南先锋建材有限公司，
类型：发明
国别省市：