CN107698716A - 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚羧酸减水剂及其制备方法，所述减水剂由以下几种组分合成，大单体、不饱和酸、功能单体、引发剂、链转移剂，质量比为大单体：不饱和酸：功能单体：引发剂：链转移剂＝45:0.8～1.3:1.8～2.5：0.9～1.2:0.04～0.13。本发明减水剂通过引入功能基团，得到了适用于骨料含泥量高、反应过程简单的聚羧酸系减水剂，可以使混凝土保持较好的减水分散能力、坍落度损失小，能够保证硬化混凝土有足够的强度；且本发明掺入后不需要冲洗骨料，不会损害砂的良好级配，保留了混凝土的原始性能，对其在预拌混凝土行业的大力推广与应用，具有非常重要的意义。

Description

一种聚羧酸减水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法，属于混凝土制备领域。

背景技术

近年来，随着建筑类混凝土的需求量越来越大，对混凝土中必须添加的外加 剂有了很高的要求，尤其是近年来高强度自密实环保混凝土的提出更推动了混凝 土外加剂朝环保、高减水、高保坍、对混凝土地材适应性更好的方向发展。聚羧 酸减水剂因其掺量低、减水率高、混凝土收缩率低、绿色环保等优点而被广泛应 用。然而，大量的工程实例及研究表明，与萘系、脂肪族系及氨基磺酸盐系等减 水剂相比，聚羧酸系减水剂对骨料的含泥量更为敏感，主要表现为当含泥量大时， 聚羧酸系减水剂的减水分散能力严重下降、保坍效果差，导致硬化混凝土强度降 低等，影响了工程的质量和进度。这是由于混凝土地材中的泥土具有强的吸附能 力，能够首先吸附减水剂分子，从而阻碍聚羧酸减水剂的减水和保坍效果。

在预拌混凝土实际生产中，当骨料中的含泥量超过标准规定而明显影响到混 凝土的质量时，一般采用冲洗骨料或加大聚羧酸减水剂的用量来解决问题，但冲 洗会污染环境、损害砂的良好级配，不利于有效控制混凝土的水灰比；而单纯提 高聚羧酸系减水剂的掺量并不能解决减水率、保坍性等问题，还会增加施工成本， 这就影响了聚羧酸系减水剂在预拌混凝土行业中的使用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种在掺入含泥量高的 骨料时，能够保持较高的减水分散能力、保坍效果好，从而能够保证硬化混凝土 强度的聚羧酸减水剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种聚羧酸减水剂，所述减水 剂由以下几种组分合成，大单体、不饱和酸、功能单体、引发剂、链转移剂，质 量比为大单体：不饱和酸：功能单体：引发剂：链转移剂＝45:0.8～1.3:1.8～2.5： 0.9～1.2:0.04～0.13，大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚。

优选的，不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种混合而 成。

优选的，功能单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、多官能度酸性丙烯酸酯；乙 二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种组合而成。

优选的，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水、高锰酸钾中的 一种或几种组成。

优选的，链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸和十二烷基硫醇中的一种。

本发明还提供了一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于水得到水溶液A，链转移剂巯基丙 酸溶于水制备得到水溶液B，不饱和酸丙烯酸和功能单体溶于水得到水溶液C；

(2)在配有搅拌器、温度计、滴加装置的四口烧瓶中加入水溶液A，并加 入引发剂过硫酸铵，搅拌升温至反应温度45℃后，同时向四口烧瓶中滴加水溶 液B和水溶液C，滴加时间分别为3.5h和3h，滴加结束后保温1h；

(3)自然降温，加入中和剂液碱调节溶液至pH为6～7，得到聚羧酸减水 剂。

本发明减水剂通过引入功能基团，得到了适用于骨料含泥量高、反应过程简 单的聚羧酸系减水剂，可以使混凝土保持较好的减水分散能力、坍落度损失小， 能够保证硬化混凝土有足够的强度；且本发明掺入后不需要冲洗骨料，不会损害 砂的良好级配，保留了混凝土的原始性能，对其在预拌混凝土行业的大力推广与 应用，具有非常重要的意义。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

实施例1

预先选取以下组分：大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚450g、链转移剂巯基丙 酸8g、不饱和酸丙烯酸18g、功能单体甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯9g、引发剂过 硫酸铵0.4g。制备过程如下：

(1)大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于水得到水溶液A，链转移剂巯基丙 酸溶于水制备得到水溶液B，不饱和酸丙烯酸和功能单体溶于水得到水溶液C；

(2)在配有搅拌器、温度计、滴加装置的四口烧瓶中加入水溶液A，并加 入引发剂过硫酸铵，搅拌升温至反应温度45℃后，同时向四口烧瓶中滴加水溶 液B和水溶液C，滴加时间分别为3.5h和3h，滴加结束后保温1h；

(3)自然降温，加入中和剂液碱调节溶液至pH为7，得到聚羧酸减水剂。

为检验抗泥效果，对本发明减水剂和本公司生产的普通减水剂进行水泥净浆 流动度和混凝土试验对比，水泥净浆流动度测试按照国标GB/T8077-2012《混凝 土外加剂匀质性试验方法》进行，泥土按照内掺法取代相应质量的水泥掺加。混 凝土性能检测按照国标GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 进行，泥土按照内掺法取代相应质量的砂(水洗后砂含泥量为0)掺加。水泥净 浆流动度测试的具体数据如表1。

表1减水剂水泥净浆流动度测试

从表1可见，在不加泥土的情况下，本发明和普通的减水剂分散能力相当； 随着泥土含量的增加，两种减水剂的分散能力降低，但在泥土含量相同时，本发 明的分散效果和流动度保持能力明显优于普通减水剂，尤其是当泥土含量在8％ 时，普通减水剂的1小时后净浆流动度已经没有了，但本发明的净浆流动度还有 180mm。

对本发明进行混凝土测试，具体对比数据如表2所示。

表2减水剂混凝土测试(等级强度C30)

从表2可见，砂含泥量为0时，本发明和普通减水剂的分散效果和混凝土坍 落度保持效果以及混凝土的抗压强度基本相同，且掺量一样；随着砂含泥量的增 加，两种减水剂用量都增加，且强度都有所降低，但本发明用量增加的比例要低 于普通减水剂的用量，且混凝土1小时坍落度损失小于普通减水剂，说明抗泥效 果非常明显；并且对比28d抗压强度可见掺入本发明的减水剂后混凝土能保持更 高的强度。

实施例2

预先选取以下组分：大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚450g、链转移剂十二烷 基硫醇13g、不饱和酸马来酸酐25g、功能单体多官能度酸性丙烯酸酯12g、引 发剂过硫酸钾1.3g。制备过程如下：

(1)甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于水得到水溶液A，十二烷基硫醇溶于水制 备得到水溶液B，马来酸酐和多官能度酸性丙烯酸酯溶于水得到水溶液C；

(2)在配有搅拌器、温度计、滴加装置的四口烧瓶中加入水溶液A，并加 入过硫酸钾，搅拌升温至反应温度45℃后，同时向四口烧瓶中滴加水溶液B和 水溶液C，滴加时间分别为3.5h和3h，滴加结束后保温1h；

(3)自然降温，加入中和剂液碱调节溶液至pH为6，得到聚羧酸减水剂。

试验证实，本实施例制备的减水剂和实施例1在效果上类似。

Claims (6)

1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述减水剂由以下几种组分合成，大单体、不饱和酸、功能单体、引发剂、链转移剂，质量比为大单体：不饱和酸：功能单体：引发剂：链转移剂＝45:0.8～1.3:1.8～2.5：0.9～1.2:0.04～0.13，大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚。

2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐中的一种或几种混合而成。

3.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，功能单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、多官能度酸性丙烯酸酯；乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种组合而成。

4.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水、高锰酸钾中的一种或几种组成。

5.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸和十二烷基硫醇中的一种。

6.一种根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)大单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶于水得到水溶液A，链转移剂巯基丙酸溶于水制备得到水溶液B，不饱和酸丙烯酸和功能单体溶于水得到水溶液C；

(2)在配有搅拌器、温度计、滴加装置的四口烧瓶中加入水溶液A，并加入引发剂过硫酸铵，搅拌升温至反应温度45℃后，同时向四口烧瓶中滴加水溶液B和水溶液C，滴加时间分别为3.5h和3h，滴加结束后保温1h；

(3)自然降温，加入中和剂液碱调节溶液至pH为6～7，得到聚羧酸减水剂。