一种聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚羧酸减水剂及其制备方法，其原料包括如下重量份的组分：分子量为600～3000的醚类单体160～170重量份、不饱和含膦单体1～4重量份、不饱和含硅单体1～3重量份、丙烯酸15～25重量份、氧化剂1～2重量份、次磷酸钠2～2.5重量份、促进剂0.3～1.0重量份和水250重量份。本发明专利技术的聚羧酸减水剂的原料中加入一些不饱和含膦、含硅单体，从而在减水剂分子链中引入一些含膦、含硅基团，制备出一种减水率高、保坍性好、利于混凝土早期强度发展的聚羧酸减水剂，克服聚羧酸减水剂应用在机制砂中，普遍存在减水率低和保塌性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂作为新型减水剂，具有掺量低、减水率高、坍落度保持性好、收缩率小、与水泥和掺合料适应性相对较好、增强效果明显等一系列突出的性能，目前已广泛应用于各项工程领域中。砂是混凝土的重要组成材料，虽然国家标准及行业标准均对其含泥量、泥块含量指标有严格限制，由于自然资源的地区分布不同，各地混凝土用砂存在很大不同，包括：河沙、机制砂及河沙和机制砂组成的混合砂，其中机制砂的含泥量较高，近年来机制砂应用增多，但聚羧酸系减水剂对骨料的含泥量较为敏感，主要表现为随着砂含泥量的增高，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问题。因此，聚羧酸减水剂应用在机制砂中，普遍存在减水率低和保塌性差的问题，不能保证混凝土的施工质量。此外近年来，聚羧酸减水剂的各种合成工艺层出不穷，CN103553409A将甲基烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、马来酸酐二甲酯、甲基丙烯磺酸钠等单体在分子量链氧化剂、链转移剂巯基乙酸或巯基丙酸的作用下进行聚，得到一种聚羧酸减水剂。CN103723945A将含双键的聚醚单体、含双键的羧酸单体和水溶性微交联功能助剂，在水溶性氧化剂和链转移剂的参与下，在水溶液聚合反应后，并用碱调节反应体系pH为7～8，得到快水解缓释型聚羧酸减水剂，其中链转移剂为巯基乙醇、2-羟基丙硫醇、巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、2-巯基丁二酸一种或者几种按任意比例的混合物。可见大部分工艺中用到的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸等巯基类原材料，该类原材料味道重，对环境及工业上工人的操作不利。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种聚羧酸减水剂。本专利技术的另一目的在于提供上述聚羧酸减水剂的制备方法。本专利技术的具体技术方案如下：一种聚羧酸减水剂，其原料包括如下重量份的组分：所述醚类单体为甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(HPEG)和异戊烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(TPEG)中的至少一种；所述不饱和含膦单体为异丙烯膦酸、2～丙烯酰胺～2～甲基丙基膦酸和乙烯二胺～二甲基膦酸中的至少一种；所述不饱和含硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种在本专利技术的一个优选实施方案中，其原料包括如下重量份的组分：在本专利技术的一个优选实施方案中，所述氧化剂为双氧水、过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述促进剂为氯化亚铁和硫酸亚铁中的至少一种。一种上述聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将醚类单体、不饱和含膦单体、不饱和含硅单体与水一起加入到反应釜中，于5-40℃下搅拌溶解后，分别滴加氧化剂水溶液及丙烯酸、次磷酸钠和促进剂混合水溶液，滴加时间为2～4小时，滴加结束后恒温1～2小时；(2)共聚反应：共聚反应结束后，用碱性物质调整pH值在6.0-7.0的范围内，得到澄清溶液即为所述聚羧酸减水剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)为：：将醚类单体、不饱和含膦单体、不饱和含硅单体与水一起加入到反应釜中，于5-35℃下搅拌溶解后，分别滴加氧化剂水溶液及丙烯酸、次磷酸钠和促进剂混合水溶液，滴加时间为2.5～4小时，滴加结束后恒温1～1.5小时。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氧化钙、氨水和三乙醇胺中的至少一种。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的聚羧酸减水剂的原料中加入一些不饱和含膦、含硅单体，从而在减水剂分子链中引入一些含膦、含硅基团，制备出一种减水率高、保坍性好、利于混凝土早期强度发展的聚羧酸减水剂，克服聚羧酸减水剂应用在机制砂中，普遍存在减水率低和保塌性差的问题。2、本专利技术聚羧酸减水剂的原料中的次磷酸钠既能与氧化剂形成氧化还原引发体系，又能起到链转移剂的作用，避免了传统链转移剂的使用，利于改善生产车间环境，绿色环保。具体实施方式以下通过具体实施方式本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。实施例1(1)按如下配比称取各原料组分：(2)共聚反应：将TPEG、异丙烯膦酸、乙烯基三甲氧基硅烷与190重量份水一起加入到反应釜中，于5～35℃下搅拌溶解后，分别滴加过硫酸钠水溶液(过硫酸钠和30重量份水)及丙烯酸、次磷酸钠和氯化亚铁的混合水溶液(丙烯酸、氯化亚铁、次磷酸钠和30重量份水)，滴加时间为2.5小时，滴加结束后恒温1.5小时，反应所得产物浓度约为40％；(3)共聚反应结束后，用氢氧化钠调整pH值在6.0～7.0的范围内，得到澄清溶液即为所述聚羧酸减水剂。实施例2(1)按如下配比称取各原料组分：(2)共聚反应：将TPEG、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸、乙烯基三乙氧基硅烷与190重量份水一起加入到反应釜中，于5～35℃下搅拌溶解后，分别滴加过硫酸铵水溶液(过硫酸铵和30重量份水)及丙烯酸、次磷酸钠和氯化亚铁的混合水溶液(丙烯酸、硫酸亚铁、次磷酸钠和30重量份水)，滴加时间为3小时，滴加结束后恒温1小时，反应所得产物浓度约为40％；(3)共聚反应结束后，用氢氧化钾调整pH值在6.0～7.0的范围内，得到澄清溶液即为所述聚羧酸减水剂。实施例3(1)按如下配比称取各原料组分：(2)共聚反应：将HPEG、乙烯二胺-二甲基膦酸、乙烯基三异丙氧基硅烷与190重量份水一起加入到反应釜中，于5～35℃下搅拌溶解后，分别滴加过双氧水水溶液(双氧水和30重量份水)及丙烯酸、次磷酸钠、氯化亚铁和硫酸亚铁的混合水溶液(丙烯酸、氯化亚铁、硫酸亚铁、次磷酸钠和30重量份水)，滴加时间为4小时，滴加结束后恒温1小时，反应所得产物浓度约为40％；(3)共聚反应结束后，用三乙醇胺调整pH值在6.0～7.0的范围内，得到澄清溶液即为所述聚羧酸减水剂。实施例4将实施例1-3所得的聚羧酸减水剂以及对比样(标准型聚羧酸减水剂)，采用标准水泥，根据GB8076-2008《混凝土外加剂》，测其减水率及混凝土各龄期抗压强度比时，混凝土配合比为：水泥330kg/m3、砂740kg/m3、石头1116kg/m3；测其保坍性时，混凝土配合比为：水泥360kg/m3、砂803kg/m3、石头982kg/m3；所得结果如表1和表2所示。表1实施例减水率及混凝土抗压强度比对比表2实施例保坍性对比试验结果说明，本专利技术的绿色环保型聚羧酸减水剂减水率高、保坍性好、利于混凝土早期强度发展，可应用于需要高减水、早强的混凝土中。合成工艺无需加热，避免应用巯基类链转移剂，利于改善生产车间环境，生产工艺简单，反应条件容易控制，节能降耗，绿色环保。以上所述，仅为本专利技术的较佳实施例而已，故不能依此限定本专利技术实施的范围，即依本专利技术专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本专利技术涵盖的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸减水剂，其特征在于：其原料包括如下重量份的组分：所述醚类单体为甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚和异戊烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种；所述不饱和含膦单体为异丙烯膦酸、2～丙烯酰胺～2～甲基丙基膦酸和乙烯二胺～二甲基膦酸中的至少一种；所述不饱和含硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于：其原料包括如下重量份的组分：所述醚类单体为甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚和异戊烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的至少一种；所述促进剂为氯化亚铁和硫酸亚铁中的至少一种；所述不饱和含膦单体为异丙烯膦酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基膦酸中的至少一种；所述不饱和含硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种；其制备方法包括如下步骤：(1)将醚类单体、不饱和含膦单体、不饱和含硅单体与水一起加入到反应釜中，于5-40℃下搅拌溶解后，分别滴加氧化剂水溶液及丙烯酸、次磷酸钠和促进剂混合水溶液，滴加时间为2～4小时，滴加结束后恒温1～2小时；(2)共聚反应：共聚反应结束后，用碱性物质调整pH值在6.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：林艳梅，方云辉，蒋卓君，钟丽娜，柯余良，李格丽，林倩，郑荣平，冉鹏，徐仁崇，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，贵州科之杰新材料有限公司，厦门天润锦龙建材有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35