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一种高减水型EPEG类聚羧酸减水剂及其制备方法与流程

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种高减水型EPEG类聚羧酸减水剂及其制备方法与流程
一种高减水型epeg类聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及混凝土外加剂领域,特别涉及一种高减水型epeg类聚羧酸减水剂及其制备方法。


背景技术:

2.混凝土外加剂是构成现代混凝土必不可少的组分之一,聚羧酸减水剂作为第三代的减水剂,具有掺量低、减水率高、分子结构可设计多样性及对环境友好等优点被广泛用于楼房、公路、铁路、桥梁、大坝、隧道、超高层建筑等工程。由于高性能混凝土(hpc)的广泛应用,新水泥基材料优异的和易性变得越来越重要,和易性是水泥基材料领域的研究热点之一,它直接影响到混凝土的施工效率、力学性能和耐久性。
3.一般改善和易性的方法可以通过降低水灰比、增加胶凝材料用量和提高矿物掺合料比例等方法实现,但是这些措施也会造成混凝土的状态不佳如流动性下降等,现在更多的处理方法是通过复配一些功能助剂来达到要求,但是随着天然砂石材料的禁止使用,人工砂石材料质量较差。因此,更直接的方法就是对聚羧酸减水剂进行研究,这对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要的意义。
4.乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(epeg)聚醚大单体,反应活性较高、适应性好,易于调控。
5.公开号为cn103467671a,公开日为2013年12月25日的中国专利文件公开了一种高减水聚羧酸减水剂的制备方法,将不饱和聚醚大单体和不饱和磺酸类小单体作为滴加组分1,将偶氮引发剂、过氧化引发剂和引发促进剂,作为滴加组分2,将丙烯酸作为滴加组分3,将分子量调节剂作为滴加组分4。把不饱和聚醚大单体及不饱和磺酸类小单体,以及去离子水,投入到反应器内,搅拌升温,当温度升到滴加温度时,将组分1~4依序滴加到反应器内,滴加3~4h,结束后保温0.5~1h,加碱中和,该发明所得产品减水率高,保坍缓释性能好,反应过程简单,但是反应时间长,反应温度高,能耗大,反应过程不易控制。
6.然而聚羧酸系减水剂的合成一般都需要高温加热才能得到,工艺复杂,同时对反应设备的要求也高,如何减少聚羧酸系减水剂合成中的能源消耗、提高合成效率及环境适应性成为聚羧酸合成面临的一个重要问题。
7.因此,本发明着重于高减水型epeg类聚羧酸减水剂制备,具有重要意义。


技术实现要素:

8.为了提高聚羧酸减水剂合成效率、减水效果、减少生产过程中能源消耗问题,本发明提供一种高减水型epeg类聚羧酸减水剂,包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(epeg)、不饱和酸类单体、酰胺类聚合物、不饱和羧酸/酸酐、不饱和磺酸盐及功能调节剂;
9.其中,所述功能调节剂为不饱和醇胺类化合物、不饱和酯类单体及不饱和磷酸单体的聚合物。
10.在一实施例中,所述功能调节剂制备过程如下:将不饱和醇胺类化合物溶于异丙
醇中在氮气气氛下升温至30℃~50℃反应3~6h,之后通过迈克尔加成添加不饱和酯类单体与不饱和磷酸单体,在催化剂与阻聚剂的作用下,升温至80℃~120℃,反应4~6h即得所述功能调节剂。
11.在一实施例中,所述不饱和醇胺类化合物为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、异丙醇胺中的一种或组合;所述不饱和酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、马来酸单乙酯中的一种或组合;所述不饱和磷酸类单体为甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯、乙烯基磷酸二甲酯、烯丙基磷酸二甲酯中的一种或组合。
12.在一实施例中,所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、浓硫酸、乙基磺酸浓硫酸、杂多酸、氧化亚锡、二丁基氧化锡、苯磺酸或对甲苯磺酸中的一种或组合;所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚或酚噻嗪中的一种。
13.在一实施例中,所述不饱和羧酸/酸酐为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、丙烯酸羟乙酯中的一种或组合。
14.在一实施例中,不饱和磺酸盐单体为苯乙烯磺酸、对苯乙烯磺酸、丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠中的一种或组合。
15.在一实施例中,所述酰胺类聚合物为不饱和酰胺共聚单体在真空环境下与次卤酸盐和氢氧化钠进行霍夫曼消除反应制得。
16.在一实施例中,所述酰胺类单体为聚酰胺、n,n-二甲基甲烯酰胺、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、氰乙酰胺、丙烯酰胺、环丙酰胺、己内酰胺中的一种或组合;所述次卤酸盐为次氯酸钠、溴酸钠中至少一种。
17.在一实施例中,所述不饱和酸类单体为丙烯酸。
18.在一实施例中,组分中还包括链转移剂,所述链转移剂为硫代乙醇酸、次磷酸钠、磷酸三钠、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基乙酸的一种或组合。
19.在一实施例中,组分中还包括还原剂,所述还原剂为亚硫酸钠、吊白块、亚硫酸氢钠、次磷酸钠中的一种或组合。
20.优选地,次磷酸钠可同时作为还原剂及链转移剂使用。
21.在一实施例中,组分中还包括硫酸盐,所述硫酸盐为硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸亚铜、硫酸铜、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙的一种或组合。
22.优选地,所述硫酸盐配制为质量浓度为1%~2%的溶液。
23.在一实施例中,组分中还包括氧化剂,所述氧化剂为过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、过氧化镁、过硫酸钠、过硫酸铵、重铬酸钠、重铬酸钾、高锰酸钾中的一种或组合。
24.在一实施例中,各组分质量份如下:
[0025][0026]
减水剂整体酸醚比为3.0~4.0。
[0027]
在一实施例中,所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与功能调节剂质量比为37.5~100:1。
[0028]
一种制备如上任意所述的高减水型epeg类聚羧酸减水剂的制备方法,步骤如下:
[0029]
b1:将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与水混合充分溶解放入反应容器中;
[0030]
b2:将还原剂、硫酸盐、不饱和羧酸、酰胺类聚合物加入b1反应容器中作为底料,搅拌至溶解均匀充分;
[0031]
b3:将不饱和羧酸/酸酐、不饱和磺酸盐及功能调节剂水溶液、氧化剂水溶液、链转移剂水溶液控制速率分别往底料中控温滴加,滴加结束后,保温随后补水调浓,即得高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0032]
具体地,其详细参数及步骤为:
[0033]
s1:将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(epeg)与去离子水混合充分溶解放入反应容器中;
[0034]
s2:将还原剂、硫酸盐、不饱和酸、酰胺类聚合物加入s1反应容器中作为底料,搅拌5~10min,确保溶解均匀充分;
[0035]
s3:将a液:不饱和羧酸/酸酐、不饱和磺酸盐及功能调节剂水溶液、b液:氧化剂水溶液、c液:链转移剂水溶液分别往底料中滴加,滴加时间60min~120min;反应温度应控制于5℃~30℃;滴加结束后,保温80min~120min;随后进行补水调浓,即得高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0036]
优选地,s3中滴加时间为70min。
[0037]
优选地,s3中反应温度为10℃,保温时间为90min。
[0038]
本发明提供的一种高减水型epeg类聚羧酸减水剂,具有以下有益效果:
[0039]
1、本发明所需的原料普通易得,成本低廉,制备过程简便,共聚过程所需温度低,节能且绿色环保。
[0040]
2、酰胺类聚合物能够通过静电斥力的作用在水泥表面及层间产生吸附作用,同时在一定程度上使羧基得到了保护,降低了减水剂中羧基对水泥颗粒的初期吸附速率,从而
表现出良好的分散性。
[0041]
3、酰胺类聚合物和功能调节剂的引入,增加了分子的侧链长度,侧链上的基团的带动,提升了主体的减水等相关性能。
[0042]
4、功能调节剂中磷酸根对水泥具有强的吸附能力,与羧酸根协同作用,有利于其对水泥的润湿、吸附,提高混凝土的分散性;同时酯基在水泥水化过程中不断的水解,继续与水泥水化产物反应,抑制ca(oh)2、aft晶核生长,减缓水化速度,延长水泥水化诱导期,从而起到提高分散保持性的作用。
[0043]
5、本发明提供的高减水型epeg类聚羧酸减水剂对制备温度要求低,适合性广,制备快且效率高,与同类产品对比,减水性高,分散性好,能够解决混凝土原材料中和易性差和损失过快的问题。
[0044]
本发明的其他特征和有益效果将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所记载内容来实现和获得。
具体实施方式
[0045]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0046]
在本发明的描述中,需要说明的是,本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义,不能理解为对本发明的限制;应进一步理解,本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义,并且不应以理想化或过于正式的意义来理解,除本发明中明确如此定义之外。
[0047]
功能调节剂的制备
[0048]
实施例1
[0049]
将30g乙醇胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g丙烯酸羟乙酯、20g甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯在1g浓硫酸和0.2g对羟基苯甲醚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节剂a。
[0050]
实施例2
[0051]
将30g二乙醇胺胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g丙烯酸羟乙酯、20g甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯在1g浓硫酸和0.2g对羟基苯甲醚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节剂b。
[0052]
实施例3
[0053]
将30g二乙醇胺胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯在1g浓硫酸和0.2g对羟基苯甲醚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节
剂c。
[0054]
实施例4
[0055]
将30g二乙醇胺胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g甲基丙烯酸甲酯、20g烯丙基磷酸二甲酯在1g浓硫酸和0.2g对羟基苯甲醚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节剂d。
[0056]
实施例5
[0057]
将30g二乙醇胺胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g甲基丙烯酸甲酯、20g烯丙基磷酸二甲酯在0.8g 4-二甲氨基吡啶和0.2g对羟基苯甲醚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节剂e。
[0058]
实施例6
[0059]
将30g二乙醇胺胺溶于60g异丙醇中在氮气气氛下搅拌10min,升温至40℃反应4h,之后添加20g甲基丙烯酸甲酯、20g烯丙基磷酸二甲酯在0.8g 4-二甲氨基吡啶和0.3g对苯二酚升温至100℃全部反应都在氮气保护下反应5h,反应结束后降至室温制备得到功能调节剂f。
[0060]
高减水型epeg类聚羧酸减水剂的制备
[0061]
实施例7
[0062]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(丙烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的吊白块和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0063]
实施例8
[0064]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0065]
实施例9
[0066]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂b和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,
补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0067]
实施例10
[0068]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂c和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0069]
实施例11
[0070]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂d和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0071]
实施例12
[0072]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂e和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0073]
实施例13
[0074]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂f和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0075]
实施例14
[0076]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,4份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴
加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0077]
实施例15
[0078]
四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,8份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的硫代乙醇酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0079]
实施例16
[0080]
在四口烧瓶中加入400份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份过硫酸铵、3份丙烯酸、2份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的甲基丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0081]
对比例1
[0082]
市售普通聚羧酸系减水剂
[0083]
对比例2
[0084]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在50℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到聚羧酸减水剂。
[0085]
对比例3
[0086]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为50min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到聚羧酸减水剂。
[0087]
对比例4
[0088]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯
酸、4份酰胺类聚合物(n,n-二甲基甲烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的巯基乙酸和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为50min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌60min,补水30份,得到聚羧酸减水剂。
[0089]
对比例5
[0090]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(丙烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将36份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的吊白块和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0091]
对比例6
[0092]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份不饱和酰胺单体(丙烯酰胺)、4份硫酸亚铁,备用。将30份的丙烯酸、15份甲基丙烯磺酸钠,6份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的吊白块和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0093]
对比例7
[0094]
在四口烧瓶中加入300份的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和214份的水升温至30℃,进行预搅拌10min确保溶解均匀之后降温至10℃开始反应,加入7.8份次磷酸钠、3份丙烯酸、4份酰胺类聚合物(丙烯酰胺和次氯酸钠反应所得)、4份硫酸亚铁,备用。将53份功能调节剂a和15份的水配成a液;2份的过氧化氢和30份的水配成b液;1.5份的吊白块和30份的水配成c液;将a、b、c液同时滴加至四口烧瓶中,滴加时间为70min,全程反应温度应维持在10℃~20℃;滴加完毕后,保温搅拌90min,补水30份,得到所述高减水型epeg类聚羧酸减水剂。
[0095]
将实施例7-16和对比例1-7合成得到的聚羧酸减水剂样品与,采用中材水泥(p
·
o42.5)、黄砂、机制砂、碎石根据gb8076-2008《混凝土外加剂》、gb 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》及gj281-2012《高强混凝土应用技术规程》,检测其净浆流动度,折固掺量0.1%;检测混凝土初始坍落度和扩展度以及经时坍落度和扩展度,混凝土配合比见表1扩展度控制在550
±
50mm,所得结果如表2所示。
[0096]
表1混凝土配合比/(kg/m3)
[0097]
水泥黄砂机制砂碎石(5~20mm)碎石(16~31.5mm)水380250692200902165
[0098]
表2净浆流动度及混凝土应用性能
[0099][0100]
实施例7~16和对比例1的实验结果说明,本发明提供的高减水型epeg类聚羧酸减水剂在混凝土实验中,控制初始的扩展度,实施例中所用的减水剂的掺量远低于对比例1。同时在掺量低于对比例1的情况下,实施例7~16水泥净浆流动度、60min扩展度等性能仍具优势,体现本发明高减水型epeg类聚羧酸减水剂的优越性。并且,相较对比例1的市售聚羧酸减水剂,实施例7~16的混凝土强度性能并不处于劣势,甚至有更好的表现,体现本发明高减水型epeg类聚羧酸减水剂具备很强的实用价值与推广价值。
[0101]
由对比例2与实施例7~16可以看出,本发明的高减水型epeg类聚羧酸减水剂在较低的反应温度下进行,过高的反应温度会影响最后制得的减水剂减水效果。
[0102]
由对比例3~4与实施例7~16可以看出,需要控制反应过程中的滴加时间与保温时间,避免反应时间过短导致反应不充分,影响减水剂效果。
[0103]
由对比例5与实施例7~16可以看出,在不添加功能调节剂的情况下,所需掺量上升,同时减水剂各方面性能也有部分下降,无法满足需求。
[0104]
由对比例6与实施例7~16可以看出,在将酰胺类聚合物替换为不饱和酰胺单体后,无法产生酰胺类聚合物的静电斥力作用,羧基受保护不足,导致性能下降。
[0105]
由对比例7与实施例7~16可以看出,使用功能调节剂替代不饱和羧酸与不饱和磺酸盐,使得配方整体中羧酸、磺酸基团不足,会影响减水剂性能。
[0106]
同时,由实施例7~13可以看出,各实施例采用了由不同原料制备的功能调节剂,以及不同原料制备的酰胺类聚合物,在制备为高减水型epeg类聚羧酸减水剂后均能达到预期效果,具备较佳的减水性能。体现本发明的高减水型epeg类聚羧酸减水剂合成原料来源多,效果好,实用价值强。
[0107]
由实施例14~16可以看出,在调控配方体系范围内调控组分及配比后,高减水型epeg类聚羧酸减水剂仍具备较佳的物理性能,减水效果明显,可根据实际情况进行调整,实用价值高。
[0108]
综上所述,本发明提供的高减水型epeg类聚羧酸减水剂具有较好的减水性能,所需掺量少,同时能够有效改善混凝土的和易性,改善其损失过快的问题,并且对力学性能无不良影响且适合性广,成本低,具备很强的实用价值与推广价值。
[0109]
另外,本领域技术人员应当理解,尽管现有技术中存在许多问题,但是,本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进,而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解,对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0110]
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。