CN101538351A - 一种聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法 - Google Patents
一种聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，以玉米淀粉、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯等为原料，首先对淀粉进行适当的降解，然后再与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯进行共聚合反应获得聚羧酸盐型混凝土高效减水剂用增粘保水剂。在制备过程中，通过控制淀粉的降解和聚合反应的条件达到对产物结构性能的控制。本发明所得产物与高性能聚羧酸盐减水剂配合应用于高性能混凝土拌合施工或泵送，解决羧酸盐减水剂应用于混凝土时的泌浆、泌水及与砂石离析等缺陷，提高聚羧酸盐减水剂的应用效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，特别涉及一种聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法。
背景技术
混凝土减水剂是用于混凝土拌合、施工时的一种外加剂，作用是增加混凝土的流动性和实现混凝土远距离运输和管道输送，减水剂是现代化混凝土施工过程中必须使用的一种外加剂。
目前，混凝土施工中所用聚羧酸盐减水剂属于第三代减水剂，具有减水率高、用量少、强度高、绿色环保等性能特点，已经广泛应用于地铁、高速铁路公路、桥梁涵洞、高层建筑、水利大坝的建筑中，因此，聚羧酸盐型减水剂是21世纪最具应用前景的水泥外加剂之一。但在使用过程中存在着与砂石黏着性不好的现象，使用中出现分离、离析、泌浆、泌水等问题缺陷，严重时影响聚羧酸盐减水剂的推广应用及性能的发挥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料来源丰富，制备工艺简单，对环境没有污染，性能优异的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，按本明的制备方法制成的产品与现有的聚羧酸盐减水剂配伍使用，能够有效地解决聚羧酸盐高效减水剂与砂石分离及泌水、泌浆的问题，提高聚羧酸盐减水剂的应用效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
1)淀粉的降解：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为(7-10)∶70∶(0.5-1.0)，搅拌升温至90℃-95℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s-3mP·s，外观为浅黄色半透明液体，即为降解淀粉；
2)聚合反应：将上述降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至85℃-90℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为40-60分钟，加料完毕后保温反应2-2.5小时，再降温至50℃-60℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.5-7.5，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为(70-80)∶(2-5)∶4∶1∶1∶10。
本发明是在分析研究聚羧酸盐减水剂应用性能缺陷的基础上，以淀粉、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯为原料，通过对淀粉进行降解再与丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯进行共聚合的方法制备聚羧酸盐高效减水剂用增粘保水剂，通过本发明的制备方法得到一种与现有的聚羧酸盐减水剂配伍使用，不出现分层现象，能够有效地解决聚羧酸盐高效减水剂与砂石分离及泌水、泌浆的问题，提高聚羧酸盐减水剂的应用效果。
具体实施方式
实施例1：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为7∶70∶0.5，搅拌升温至95℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为3mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至85℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为60分钟，加料完毕后保温反应2.5小时，再降温至50℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.5，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为70∶5∶4∶1∶1∶10。
实施例2：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为7.5∶70∶0.6，搅拌升温至94℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为2.5mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至86℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为55分钟，加料完毕后保温反应2.4小时，再降温至58℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.6，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为75∶4.5∶4∶1∶1∶10。
实施例3：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为8∶70∶0.7，搅拌升温至93℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为2mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至87℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为50分钟，加料完毕后保温反应2.3小时，再降温至52℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.8，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为74∶4∶4∶1∶1∶10。
实施例4：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为8.5∶70∶0.8，搅拌升温至93℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1.5mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至88℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为45分钟，加料完毕后保温反应2.2小时，再降温至55℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.0，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为76∶3.5∶4∶1∶1∶10。
实施例5：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为9∶70∶0.9，搅拌升温至92℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至89℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为43分钟，加料完毕后保温反应2小时，再降温至60℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.3，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为78∶3∶4∶1∶1∶10。
实施例6：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为10∶70∶1.0，搅拌升温至90℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至90℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为40分钟，加料完毕后保温反应2小时，再降温至56℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.5，得到目标产物。其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为80∶2∶4∶1∶1∶10。
本发明是在分析聚羧酸盐减水剂在应用过程中出现问题缺陷根源的基础上，有针对性的合成制备了一种适应于聚羧酸盐高效减水剂的增粘保水剂，与聚羧酸盐减水剂配伍使用，用量为聚羧酸盐减水剂质量的1％-5％，能够有效地解决聚羧酸盐高效减水剂与砂石分离及泌水、泌浆的问题，提高聚羧酸盐高效减水剂的应用效果，对聚羧酸盐高效减水剂的推广、普及具有积极的意义。
Claims (7)
1、一种聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：
1)淀粉的降解：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为(7-10)∶70∶(0.5-1.0)，搅拌升温至90℃-95℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s-3mP·s，外观为浅黄色半透明液体，即为降解淀粉；
2)聚合反应：将上述降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至85℃-90℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为40-60分钟，加料完毕后保温反应2-2.5小时，再降温至50℃-60℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.5-7.5，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为(70-80)∶(2-5)∶4∶1∶1∶10。
2、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为7∶70∶0.5，搅拌升温至95℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为3mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至85℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为60分钟，加料完毕后保温反应2.5小时，再降温至50℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.5，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为70∶5∶4∶1∶1∶10。
3、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为7.5∶70∶0.6，搅拌升温至94℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为2.5mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至86℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液，和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为55分钟，加料完毕后保温反应2.4小时，再降温至58℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.6，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为75∶4.5∶4∶1∶1∶10。
4、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为8∶70∶0.7，搅拌升温至93℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为2mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至87℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为50分钟，加料完毕后保温反应2.3小时，再降温至52℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为6.8，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为74∶4∶4∶1∶1∶10。
5、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为8.5∶70∶0.8，搅拌升温至93℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1.5mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至88℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为45分钟，加料完毕后保温反应2.2小时，再降温至55℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.0，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为76∶3.5∶4∶1∶1∶10。
6、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为9∶70∶0.9，搅拌升温至92℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至89℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为43分钟，加料完毕后保温反应2小时，再降温至60℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.3，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为78∶3∶4∶1∶1∶10。
7、根据权利要求1所述的聚羧酸盐型混凝土减水剂用增粘保水剂的制备方法，其特征在于：将玉米淀粉、纯净的自来水与过硫酸铵放入反应器内，玉米淀粉与水和过硫酸铵的质量比为10∶70∶1.0，搅拌升温至90℃，保温反应1小时，检测降解的淀粉溶液在25℃时黏度为1mP·s，外观为浅黄色半透明状液体，即为降解淀粉；将降解淀粉先放入反应器内，取丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合后放入滴液漏斗或高位槽中，将引发剂硝酸铈铵与纯净自来水混合放入另一滴液漏斗或高位槽中，加热使降解淀粉升温至90℃，同时滴加入丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯单体混合溶液和引发剂硝酸铈铵水溶液，控制加料时间为40分钟，加料完毕后保温反应2小时，再降温至56℃时用20％氢氧化钠溶液中和至pH值为7.5，得到目标产物；其中反应物降解淀粉与丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、硝酸铈铵、纯净自来水的质量比为80∶2∶4∶1∶1∶10。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101229 Termination date: 20130410 |