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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Betonzusatzmittel, insbesondere auf ein festes Polycarbonsäure-Fließmittel und dessen Herstellungsverfahren.
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Technologischer Hintergrund
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Fließmittel sind in der heutigen Betonindustrie ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil. Von der ersten Generation gewöhnlicher Fließmittel auf Lignosulfonatbasis über die zweite Generation von Fließmitteln auf Naphthalinbasis, Melaminbasis, Aminosulfonatbasis, Fettsäurebasis und anderen Hochleistungsfließmitteln bis hin zur aktuellen dritten Generation von Hochleistungsfließmitteln auf Polycarbonsäurebasis hat jedes Fließmittel seine eigenen einzigartigen Vorteile; insbesondere das Hochleistungsfließmittel auf Polycarbonsäurebasis ist heute das am weitesten verbreitete Fließmittel in Beton und wurde bereits bei verschiedenen Großprojekten eingesetzt.
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Die meisten auf dem Markt befindlichen Fließmittel auf Polycarbonsäurebasis basieren jedoch hauptsächlich auf der Verwendung von Mutterlauge, und der Feststoffgehalt des Produkts beträgt in der Regel etwa 40-50 %, was die Transportkosten erhöht und ihre Anwendung im Bauwesen wie Spritzbeton und Trockenmörtel einschränkt. Obwohl es jetzt möglich ist, die Mutterlauge des Fließmittels durch Sprühtrocknung direkt in pulverförmige Polycarbonsäure umzuwandeln, hat die Sprühtrocknung einen hohen Energieverbrauch, Produktverluste während der Trocknung und Sicherheitsprobleme bei der Produktion.
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CN108192041A offenbart ein Herstellungsverfahren und die Anwendung eines pulverförmigen Polycarbonsäure-Fließmittels, die Herstellung des benzolringhaltigen Polycarbonsäure-Fließmittels und das Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Polycarbonsäure-Fließmittels nach Sprühtrocknung und dessen Verwendung. Das Herstellungsverfahren umfasst: Herstellung der Mutterlauge des Polycarbonsäure-Fließmittels durch radikalische Copolymerisation von Carbonsäuremonomer a, benzolringhaltigem kleinem Monomer b und benzolringhaltigem Polyethermonomer c in einem wässrigen Medium; direktes Durchleiten der Mutterlauge des Polycarbonsäure-Fließmittels durch den Zentrifugalzerstäuber des Zerstäubers, um Tröpfchen zu bilden, ohne Zugabe eines Isoliermittels, wobei die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers auf 50-150 µm geregelt wird und die Tröpfchen nach dem Eintritt in die Trockenkammer getrocknet werden; und das Material wird durch den Saugzugventilator zur Austragsöffnung geführt, und das Material wird verpackt und durch eine Sackverpackungsmaschine ausgetragen, um ein pulverförmiges Polycarbonsäure-Fließmittel zu erhalten. Die Erfindung hat gewisse Verluste im Prozess der Sprühzentrifugation, und die Sprühtrocknung erfordert eine hohe Temperatur und einen hohen Energieverbrauch bei gleicher Leistung.
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CN108484841A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines festen flockigen Polycarbonsäure-Fließmittels durch Massenpolymerisation. Festes flockiges Polycarbonsäure-Fließmittel, hergestellt durch Massenpolymerisation, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: Zugabe einer bestimmten Menge eines frisch synthetisierten flüssigen Polyethermonomers und eines viskositätsreduzierenden Mittels in einen Reaktionskessel, Rühren und Erhitzen; Einstellung der Temperatur auf 100-105 °C; Zugabe einer bestimmten Menge eines Anfangsinitiators, eines organischen Peroxid-Initiators, eines Lösungsvermittlers, eines Kettenübertragungsmittels und eines Anfangsinitiators; tröpfchenweise Zugabe einer Lösung eines kleinen Monomers für eine Stunde. Die Lösung des kleinen Monomers besteht aus einem fluorierten funktionellen Monomer und Acrylsäure in einem bestimmten Verhältnis. Nach 10 Minuten tröpfchenweiser Zugabe der Lösung des kleinen Monomers wird eine bestimmte Menge an organischem Peroxid-Initiator in den Kessel gegeben, und dann alle 10 Minuten, bis die letzte Zugabe der Lösung des kleinen Monomers abgeschlossen ist; nach der Zugabe wird die Temperatur auf 110-115 °C erhöht, wobei die Temperatur konstant gehalten wird, für b Stunden gealtert wird, und dann werden die Flocken zum Verpacken abgekühlt, um ein festes flockiges Polycarbonsäure-Fließmittel zu erhalten. Das Verfahren der Erfindung in der Synthese ist relativ komplex, und die Reaktionstemperatur ist hoch, was einen großen Verlust an Energieverbrauch verursacht.
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Es ist zu beachten, dass die im technologischen Hintergrund offenbarten Informationen nur zum besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung dienen und daher Informationen enthalten können, die nicht zum allgemein bekannten Stand der Technik gehören.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden und ein festes Polycarbonsäure-Fließmittel mit guter Verarbeitbarkeit und niedrigen Produktions- und Transportkosten bereitzustellen.
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Um das oben genannte Ziel zu erreichen, werden in der vorliegenden Erfindung die folgenden technischen Lösungen angewandt:
- ein Verfahren zur Herstellung eines festen Polycarbonsäure-Fließmittels, umfassend:
- Schmelzen eines Polyether-Monomers und eines hochverzweigten Monomers zu einer Flüssigkeit;
- Zugabe eines Initiators zu der Flüssigkeit, Rühren und anschließende Zugabe einer ungesättigten Carbonsäure und eines Kettenübertragungsmittels, um eine gemischte Lösung zu erhalten; und
- die gemischte Lösung einer Alterungsbehandlung zu unterziehen und anschließend abzukühlen und zu verfestigen, um das feste Polycarbonsäure-Fließmittel zu erhalten.
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In einigen Ausführungsformen beträgt, bezogen auf die Gesamtmasse der einzelnen Rohstoffe, die Zugabemenge des Polyethermonomers 82-89%, die Zugabemenge des hochverzweigten Monomers 0,4-3%, die Zugabemenge der ungesättigten Carbonsäure 7-11%, die Zugabemenge des Kettenübertragungsmittels 0,2-0,7% und die Zugabemenge des Initiators 0,4-1,5%.
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In einigen Ausführungsformen ist das Polyethermonomer ausgewählt aus einem oder mehreren von Methallylpolyoxyethylenether, Isopentenolpolyoxyethylenether und Hydroxybutylpolyoxyethylenether, und das Molekulargewicht des Polyethermonomers beträgt 1200-5000, vorzugsweise 2000-4000.
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In einigen Ausführungsformen hat das hochverzweigte Monomer eine Struktur, die durch die Formel I dargestellt wird, in der n eine ganze Zahl von 1-15 ist, m eine ganze Zahl von 1-10 ist, x eine ganze Zahl von 1-10 ist und y eine ganze Zahl von 1-10 ist,
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In einigen Ausführungsformen sind die Initiatoren ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe: Benzoylperoxid, Dodecanoylperoxid, Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat, Azodiisobutyronitril, Azodiisoheptannitril, Azodiisovaleronitril, Azodicyclohexylcarbonitril, Dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionat), Dicyclohexylperoxydicarbonat und Dicetylperoxydicarbonat.
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In einigen Ausführungsformen ist die ungesättigte Carbonsäure aus einer oder mehreren der folgenden Säuren ausgewählt: Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure und Fumarsäure.
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In einigen Ausführungsformen wird das Kettenübertragungsmittel aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe ausgewählt: Natriummethacrylatsulfonat, Natriumallylatsulfonat, Mercaptoessigsäure, Mercaptopropionsäure, Mercaptoethanol, n-Dodecylmercaptan, Natriumhypophosphit, Natriumvinylsulfonat, Natriumpropenylsulfonat und Natriumstyrolsulfonat.
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In einigen Ausführungsformen werden die ungesättigte Carbonsäure und das Kettenübertragungsmittel tröpfchenweise zu der Flüssigkeit gegeben, und die Tropfzeit beträgt 0,5-2 Stunden.
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In einigen Ausführungsformen beträgt die Dauer der Alterungsbehandlung 0,5-3 Stunden.
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In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein festes Polycarbonsäure-Fließmittel zur Verfügung, das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird.
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Das feste Polycarbonsäure-Fließmittel der vorliegenden Erfindung hat geringere Anforderungen an die Viskosität während der Polymerisation aufgrund der Zugabe von hochverzweigten Monomeren, und es weist eine gute Verarbeitbarkeit auf Beton im Prozess der Betonevaluation auf und es weist keine Phänomene wie Blutungen, Mörtelblutungen undSteinaustritt auf. und unter der Bedingung eines niedrigen Wasser-Zement-Verhältnisses, wird die Betonviskosität reduziert. Darüber hinaus kann nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung das wasserfreie feste Polycarbonsäure-Fließmittelprodukt nach Beendigung der Zubereitung erhalten werden. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Wasserlösungsmittel kann ein pulverförmiges Polycarbonsäure-Fließmittel erst nach der Sprühtrocknung gewonnen werden. Im Vergleich zum pulverförmigen Polycarbonsäure-Fließmittel senkt das feste Polycarbonsäure-Fließmittel die Produktionskosten und die Kosten für den Transport über lange Strecken erheblich.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der spezifischen Ausführungsformen beschrieben, die nur zur Veranschaulichung dienen und die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines festen Polycarbonsäure-Fließmittels zur Verfügung, das die folgenden Schritte umfasst:
- Schmelzen eines Polyether-Monomers und eines hochverzweigten Monomers zu einer Flüssigkeit;
- Zugabe eines Initiators zu der Flüssigkeit, Rühren und anschließende Zugabe einer ungesättigten Carbonsäure und eines Kettenübertragungsmittels, um eine gemischte Lösung zu erhalten; und
- die gemischte Lösung einer Alterungsbehandlung zu unterziehen und anschließend abzukühlen und zu verfestigen, um das feste Polycarbonsäure-Fließmittel zu erhalten.
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Bezogen auf die Gesamtmasse der einzelnen Rohstoffe beträgt die Zugabemenge des Polyethermonomers 82-89%, die Zugabemenge des hochverzweigten Monomers 0,4-3%, die Zugabemenge der ungesättigten Carbonsäure 7-11%, die Zugabemenge des Kettenübertragungsmittels 0,2-0,7% und die Zugabemenge des Initiators 0,4-1,5%.
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Das Polyethermonomer und das hochverzweigte Monomer werden zunächst bei einem bestimmten Temperaturbereich zu einer Flüssigkeit geschmolzen. Das Polyether-Monomer kann zuerst vollständig geschmolzen werden, gefolgt von der Zugabe des hochverzweigten Monomers zum Schmelzen. Die Schmelztemperatur kann auf 65-100 °C eingestellt werden.
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Das Polyethermonomer ist ausgewählt aus einem oder mehreren von Methallylpolyoxyethylenether, Isopentenolpolyoxyethylenether und Hydroxybutylpolyoxyethylenether, und das Molekulargewicht des Polyethermonomers beträgt 1200-5000, vorzugsweise 2000-4000.
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Das hochverzweigte Monomer, das in der Erfindung verwendet wird, ist ein Polymer, das durch statistisches Blockieren von Ethylenoxid und Propylenoxid mit Polyethylenpolyamin (als Rohmaterial) erhalten wird, das eine Struktur hat, die durch die Formel I dargestellt wird, wobei n die Additionszahl von Ethylenoxid (EO) darstellt, darstellt, die eine ganze Zahl von 1-15, vorzugsweise eine ganze Zahl von 3-10 ist, und m die Additionszahl von Propylenoxid (PO) darstellt, die eine ganze Zahl von 1-10, vorzugsweise eine ganze Zahl von 2-6 ist, x eine ganze Zahl von 1-10 ist und y eine ganze Zahl von 1-10 ist,
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Nachdem sowohl das Polyethermonomer als auch das hochverzweigte Monomer zu einer Flüssigkeit geschmolzen sind, wird ein Initiator in die Flüssigkeit gegeben und gerührt. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Initiator ist ein öllöslicher Initiator, der aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe ausgewählt ist: Benzoylperoxid, Dodecanoylperoxid, Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat, Azodiisobutyronitril, Azodiisoheptannitril, Azodiisovaleronitril, Azodicyclohexylcarbonitril, Dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionat), Dicyclohexylperoxydicarbonat und Dicetylperoxydicarbonat. Die Rührzeit beträgt in der Regel 5-10 Minuten.
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Nach Zugabe und Rühren des Initiators werden der Flüssigkeit ungesättigte Carbonsäure und Kettenübertragungsmittel zugesetzt. Die ungesättigte Carbonsäure und das Kettenübertragungsmittel können zunächst gemischt und dann gleichzeitig zugegeben werden. Die Zugabe erfolgt vorzugsweise tröpfchenweise, und die Tropfzeit beträgt 0,5-2 Stunden.
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Die in der Erfindung verwendete ungesättigte Carbonsäure wird aus einer oder mehreren der folgenden Säuren ausgewählt: Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure und Fumarsäure.
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Das in der Erfindung verwendete Kettenübertragungsmittel ist ausgewählt aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe: Natriummethacrylatsulfonat, Natriumallylatsulfonat, Mercaptoessigsäure, Mercaptopropionsäure, Mercaptoethanol, n-Dodecylmercaptan, Natriumhypophosphit, Natriumvinylsulfonat, Natriumpropenylsulfonat und Natriumstyrolsulfonat.
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Nach Zugabe der ungesättigten Carbonsäure und des Kettenübertragungsmittels erhält man eine gemischte Lösung, die bei einer bestimmten konstanten Temperatur unter ständigem Rühren einer Alterungsbehandlung unterzogen wird; die Dauer der Alterungsbehandlung beträgt 0,5-3 Stunden.
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Nach der Alterungsbehandlung wird die Temperatur auf etwa 60 °C gesenkt und das Material entleert, und das wasserfreie feste Polycarbonsäure-Fließmittel kann gewonnen werden, nachdem das Produkt bei Raumtemperatur verfestigt ist.
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Das durch die vorliegende Erfindung hergestellte feste Polycarbonsäure-Fließmittel kann durch Zugabe von Wasser zu Flüssigkeiten verschiedener Konzentrationen verarbeitet werden, oder es kann zu einem pulverförmigen festen Polycarbonsäure-Fließmittel weiterverarbeitet werden, je nach den unterschiedlichen baulichen Anforderungen. Pulverförmiges festes Polycarbonsäure-Fließmittel kann direkt verwendet werden, indem es in Trockenmörtel oder Spritzbeton eingemischt wird. Durch den Prozess der morphologischen Veränderung wird die ursprüngliche Leistung des Fließmittels nicht beeinträchtigt.
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Das feste Polycarbonsäure-Fließmittel der vorliegenden Erfindung hat aufgrund des Zusatzes von hochverzweigten Monomeren geringere Anforderungen an die Viskosität während der Polymerisation. Das feste Polycarbonsäure-Fließmittel der vorliegenden Erfindung ist stabil, und es tritt keine Adhäsion auf, wenn es bei Raumtemperatur gelagert wird. Das erfindungsgemäße feste Polycarbonsäure-Fließmittel hat eine ausgezeichnete wasserreduzierende und dispergierende Wirkung, eine gute Verarbeitbarkeit des Betons bei der Betonevaluation und weist keine Phänomene wie Ausbluten, Mörtelbluten, Steinaustritt usw. auf. Es weist immer noch gute Fließfähigkeit und Retentionsvermögen unter niedrigen Mischmengen auf, und kann eine gute Verarbeitbarkeit unter verschiedenen Mischmengen halten, und hat eine starke Anpassungsfähigkeit an verschiedene Arten von Zement.
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Darüber hinaus können mit dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung direkt wasserfreie feste Polycarbonsäure-Fließmittelprodukte gewonnen werden, und es kann ein pulverförmiges Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten werden, ohne dass es einer Sprühtrocknung unterzogen werden muss, wie dies bei herkömmlichen Mutterlaugen-Wassermitteln der Fall ist. Im Vergleich zur Mutterlauge herkömmlicher Polycarbonsäure-Fließmittel sind der Produktionsprozess und der Produktionszyklus einfach und kurz, und der Betrieb ist bequemer. Das Produkt hat offensichtliche Vorteile in Bezug auf die Transportentfernung und die Transportkosten. Wenn Polyether-Thermomaterialien zur Herstellung von festem Polycarbonsäure-Fließmittel verwendet werden können, lassen sich die Gesamtkosten um etwa 30 % senken, was für die Hersteller von Fließmittel eine erhebliche Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bedeutet.
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Daher ist der Gesamtprozess der erfindungsgemäßen Zubereitungsmethode grün und umweltfreundlich, was für die industrielle Produktion und die industrielle Förderung und Anwendung förderlich ist und gute wirtschaftliche Vorteile und soziale Bedeutung hat.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand spezifischer Beispiele näher erläutert. Diese Beispiele beschreiben bevorzugte Ausführungsformen, stellen aber keine Einschränkungen der Erfindung dar. Jeder Fachmann auf dem Gebiet der Technik kann sie in die gleichwertige Ausführungsform unter Verwendung der oben beschriebenen Erfindung ändern.
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Beispiele
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Zubereitungsbeispiel - Synthese eines hochverzweigten Monomers
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In einem trockenen 0,3-Liter-Hochdruck-Reaktionskessel aus Edelstahl wurden 40 g Polyethylenpolyamin und 0,2 g Katalysator hinzugefügt. Der Reaktionskessel wurde geschlossen und Stickstoff wurde dreimal als Ersatz eingespritzt, auf 120°C erhitzt, 29,34g Ethylenoxid und 23,2g Propylenoxid wurden langsam in den Reaktionskessel gegeben, die Reaktionstemperatur wurde bei 120-130°C gehalten, unter einem Druck von 0,3-0,4MPa während der Zuführung. Nach Beendigung der Beschickung wurde das Mischen für 1 Stunde bei 120°C fortgesetzt und dann auf 75-80°C abgekühlt, um das hochverzweigte Monomer zu erhalten.
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Beispiel 1
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Zunächst wurden 350 g Methallylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 2400) in den Reaktor gegeben und auf 70 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 3,5 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang gerührt, dann wurden 3,5 g Benzoylperoxid als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 37,5 g Acrylsäure und 2 g Mercaptoessigsäure tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde die Temperatur auf 75 °C erhöht, um 2 Stunden lang zu reifen. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 2
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Zunächst wurden 357 g Methallylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 3000) in den Reaktor gegeben und auf 75 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 4 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang gerührt, dann wurden 3,6 g Benzoylperoxid als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 37,9 g Acrylsäure und 2,2 g Natriumhypophosphit tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Material 2 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 3
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Zunächst wurden 351 g Methallylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 3000) in den Reaktor gegeben und auf 75 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 5 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang kontinuierlich gerührt, dann wurden 4 g Azodiisobutyronitril als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 35,3 g Acrylsäure, 1,5 g Mercaptopropionsäure und 0,7 g Mercaptoethanol tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Produkt 2 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 4
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Zunächst wurden 345 g Isopentenolpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 2400) in den Reaktor gegeben und auf 75 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 5 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang kontinuierlich gerührt, dann wurden 4 g Azodiisobutyronitril als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 40,2 g Methacrylsäure und 2,3 g Natriumhypophosphit tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1,5 Stunden ± 5 Minuten eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Material 2,5 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 5
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Zunächst wurden 326 g Isopentenolpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 3000) in den Reaktor gegeben und auf 70 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 6 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang kontinuierlich gerührt, dann wurden 2 g Azodiisobutyronitril und 2,5 g Azodiisovaleronitril als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 36,2 g Methacrylsäure und 2,3 g Natriumhypophosphit tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1,5 Stunden ± 5 Minuten eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Material 2,5 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 6
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Zunächst wurden 364 g Hydroxybutylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 2400) in den Reaktor gegeben und auf 75 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 6 g des hochverzweigten Monomers 3 aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang gerührt, dann wurden 3,8 g Ammoniumpersulfat als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 30,9 g Methacrylsäure und 3 g Natriummethacrylatsulfonat tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Material 2,5 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 7
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Zunächst wurden 350 g Hydroxybutylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 3000) in den Reaktor gegeben und auf 75 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 3 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang gerührt, dann wurden 3,8 g Ammoniumpersulfat als Initiator zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 30,9 g Methacrylsäure und 3 g Natriummethacrylatsulfonat tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Material 2,5 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Beispiel 8
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Zunächst wurden 342 g Hydroxybutylpolyoxyethylenether (theoretisches Molekulargewicht von 3600) in den Reaktor gegeben und auf 80 °C erhitzt. Nachdem das Material vollständig geschmolzen war, wurden 4 g des hochverzweigten Monomers aus dem Zubereitungsbeispiel zugegeben und 10 Minuten lang kontinuierlich gerührt, dann wurden 3,5 g Azodiisobutyronitril als Initiator zugegeben. Nach 5 Minuten Rühren wurde eine gemischte Lösung aus 32,7 g Methacrylsäure, 7 g Itaconsäure, 1 g Mercaptopropionsäure und 0,7 g Mercaptoethanol tröpfchenweise zugegeben. Die Tropfenreaktionszeit wurde auf 1h ± 5min eingestellt. Nach der Reaktion wurde das Produkt 2 Stunden lang gealtert. Nach der Reifung wurden die Materialien in eine Schale zur Entsorgung gegossen. Nach der Verfestigung des Produkts wurde ein wasserfreies festes Polycarbonsäure-Fließmittel erhalten.
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Das in den Beispielen 1-8 hergestellte feste Polycarbonsäure-Fließmittel wurde zum Schmelzen in einen Ofen gegeben. Die Viskosität der Proben der Beispiele 1-8 und die Viskosität der Vergleichsbeispiele 1-8 wurden mit einem Viskosimeter bei 70 °C unter Verwendung eines kinematischen Viskositätstesters für Erdölprodukte bestimmt, mit der Ausnahme, dass in den Vergleichsbeispielen keine hochverzweigten Monomere unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen zugesetzt wurden. Mit Hilfe der Gel-Flüssigkeitschromatographie wurde das Molekulargewicht der Proben der Beispiele 1-8 und das Molekulargewicht der Proben der Vergleichsbeispiele 1-8 (ohne hochverzweigtes Monomer) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Vergleich der Viskosität und des Molekulargewichts des in den Beispielen hergestellten festen Polycarbonsäure-Fließmittels mit den Vergleichsbeispielen.
| PCE-Typ | Mit hochverzweigtem Monomer / cps | Mit hochverzweigtem Monomer/ Mw | PCE-Typ | Ohne hochverzweigtes Monomer / cps | Ohne hochverzweigtes Monomer / Mw |
| Beispiel 1 | 3445 | 44100 | Vergleichendes Beispiel 1 | 5230 | 45300 |
| Beispiel 2 | 3310 | 39600 | Vergleichendes Beispiel 2 | 5510 | 40200 |
| Beispiel 3 | 3019 | 44300 | Vergleichendes Beispiel 3 | 5193 | 43500 |
| Beispiel 4 | 3285 | 42700 | Vergleichendes Beispiel 4 | 5344 | 43300 |
| Beispiel 5 | 3356 | 45700 | Vergleichendes Beispiel 5 | 5713 | 45900 |
| Beispiel 6 | 3207 | 41500 | Vergleichendes Beispiel 6 | 4937 | 42800 |
| Beispiel 7 | 3412 | 48100 | Vergleichendes Beispiel 7 | 5218 | 47700 |
| Beispiel 8 | 3350 | 42300 | Vergleichendes Beispiel 8 | 5078 | 43200 |
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Durch den Test wird festgestellt, dass die Viskosität der Proben mit hochverzweigten Monomeren im Allgemeinen zwischen 3000-3500 und die ohne hochverzweigte Monomere im Allgemeinen zwischen 4900-5500 liegt, und das Molekulargewicht der festen Polycarbonsäure-Fließmittel-Produkte hat sich nicht wesentlich verändert. Es ist erwiesen, dass die Zugabe von hochverzweigten Monomeren die Viskosität von festem Polycarbonsäure-Fließmittel deutlich reduziert hat, und die Reduzierung der Viskosität zeigt, dass die Anforderungen von festem Polycarbonsäure-Fließmittel an die Ausrüstung in der Produktion reduziert werden, was die Leistung beim Formen und Schneiden des Produkts erhöht und mehr Raum für die Verbesserung der Produktgewinne bietet.
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Die in den Beispielen 1-8 hergestellten festen Polycarbonsäure-Fließmittel wurden zu Fließmitteln mit einer Konzentration von 10 % verarbeitet. Gemäß den Testanforderungen für Hochleistungsfließmittel in
GB8076-2008 Concrete Admixture wurde die Leistung der in den Beispielen synthetisierten Proben mit der des kommerziellen Fließmittels (HD-14 Hochleistungs-Polycarbonsäure-Fließmittel, hergestellt von Shenyang Haida Building Materials Factory) verglichen. Das Mischungsverhältnis für den Test ist in Tabelle 2 angegeben, und die Ergebnisse des Betontests sind in Tabelle 3 und Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 2. Mischungsverhältnis für die Prüfung des Betons (kg / m
3)
| Sand (mittlerer Sand) | Sand (feiner Sand) | Schotter (5-10cm) | Kies (10-25cm) | Zement | Mineralpulver | Flugasche | Wasser | Mischungsmenge |
| 745 | 130 | 356 | 832 | 350 | 75 | 75 | 165 | 0.2% |
Tabelle 3. Ergebnisse der Betonleistungsprüfung für Qianshan-Beton 42,5
| Nein. | PCE-Typ | Betonsenkungen (mm) / Ausdehnung (mm) | Blutungsrate% |
| Ursprüngliche | 1h |
| 1 | Handelsübliches Fließmittel | 210/530*520 | 190/490*480 | 13 |
| 2 | Beispiel 1 | 215/520*525 | 205/500*510 | 5 |
| 3 | Beispiel 2 | 225/545*560 | 220/535*540 | 4 |
| 4 | Beispiel 3 | 245/600*590 | 240/590*580 | 2 |
| 5 | Beispiel 4 | 210/535*250 | 205/510*515 | 5 |
| 6 | Beispiel 5 | 215/525*535 | 200/500*490 | 5 |
| 7 | Beispiel 6 | 235/560*570 | 225/530*540 | 5 |
| 8 | Beispiel 7 | 240/580*590 | 230/560*550 | 3 |
| 9 | Beispiel 8 | 230/540*555 | 220/535*535 | 4 |
Tabelle 4. Ergebnisse der Betonleistungsprüfung für Conch-Zement 42,5
| Nein. | PCE-Typ | Betonsenkungen (mm) / Ausdehnung (mm) | Blutungsrate% |
| Ursprünglich | 1h |
| 1 | Handelsübliches Fließmittel | 205/525*520 | 190/470*480 | 10 |
| 2 | Beispiel 1 | 215/530*525 | 210/515*500 | 6 |
| 3 | Beispiel 2 | 230/545*540 | 215/530*530 | 5 |
| 4 | Beispiel 3 | 250/600*610 | 240/575*570 | 3 |
| 5 | Beispiel 4 | 215/535*525 | 205/500*500 | 6 |
| 6 | Beispiel 5 | 220/530*530 | 210/520*215 | 5 |
| 7 | Beispiel 6 | 230/560*550 | 220/535*540 | 5 |
| 8 | Beispiel 7 | 240/580*570 | 235/550*560 | 4 |
| 9 | Beispiel 8 | 240/570*570 | 230/540*550 | 4 |
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Die obigen experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das feste Polycarbonsäure-Fließmittel, das durch die Erfindung hergestellt wird, eine gute Anpassungsfähigkeit an verschiedene Zementarten, eine höhere Wasserreduktionsrate und bessere Retentionseigenschaften im Vergleich zur traditionellen Polycarbonsäure-Fließmittel-Mutterlauge aufweist. Darüber hinaus reduziert der Zusatz von hochverzweigtem Monomer in der vorliegenden Erfindung die Produktviskosität und die Ausblutungsrate des Betons, ohne offensichtliches Ausbluten, Mörtelbluten und Steinaustritt, und kann die Verarbeitbarkeit des Betons bis zu einem gewissen Grad verbessern.
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Der Fachmann sollte beachten, dass die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und dass verschiedene andere Alternativen, Änderungen und Verbesserungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern wird nur durch den Anspruchssatz begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 108192041 A [0004]
- CN 108484841 A [0005]
- GB 80762008 [0047]
