一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料制造技术

本发明专利技术公开了一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，适用于水泥、矿物掺合料、地材等材料品质较差的情况，表现出初始高减水中后期保坍性强的特点。以母液质量百分比40%为限定，合成原材料总质量为1000，其用量比例为：聚醚大单体用量为360~375；丙烯酸用量为22.0~35.0；链转移剂若选择巯基乙酸MSDS，用量为1.25~1.65%；若选择巯基丙酸MPA，用量为1.37~1.80；氧化剂使用双氧水，用量为2.0~3.5；还原剂选择维C，用量为0.55~0.75；液碱用量为10~15；其余为水。本发明专利技术合成的聚羧酸减水剂分子量适中，约为57000~62000；主链长度适中，支链密度偏大，减水率低、保坍性强，针对较差材料效果突显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水泥添加剂领域，涉及一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，适应于水泥、矿物掺合料、砂石地材等材料品质较差的情况。
技术介绍
混凝土制备的过程中有很多因素都会影响到混凝土的质量，影响因素强弱依次为砂石、水泥、矿物掺合料；随资源开采过度耗尽或保护政策出现，恶劣材料的使用导致新拌混凝土坍落度损失过大，造成聚羧酸系减水剂在混凝土中能够得到良好应用的难度也越来越大；减水剂合成中，减水与保坍属于矛盾设计，调整合成用原材料的配比无法将二者兼顾；适当扼制混凝土的初始流动状态，以保证施工前的经时流变性能，合成中注重保坍因素设计。针对水泥、矿物掺合料、砂石地材等材料品质较差的情况下，混凝土保坍性影响因素取决于混凝土原材料内部因素和炎热环境、长运距等外部因素，此时宜采用初始低减水后期保坍性强的聚羧酸减水剂，此类减水剂分子量偏大，主链长度偏长，支链密度大，初始减水率低、后期保坍性强、适应性广，稳定性好。CN105367720A公开了一种减水保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，其pH为6.0~7.0，其原料包括如下重量份的组分：分子量为600~3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚190~200份、丙烯酸15~25份、丙烯酸羟烷基酯1~5份、不饱和磷酸酯0.1~3份、不饱和醇醚：0.5~5份、氧化剂1.0~3.5份、还原剂0.1~2份、次硫酸氢钠甲醛0.1~2份、链转移剂0.5~2.5份、水325份和30~32%质量浓度液碱适量。本专利技术的有效成分高，分散性好，性能优异。CN103450411A公开了一种高保坍聚羧酸减水剂的制备方法，先由不同分子量的甲氧基聚乙二醇单甲醚与甲基丙烯酸、混合阻聚剂、在一定温度和催化剂下进行酯化一段时间，然后一次性加入烯丙醇，在相同条件下进一步酯化得到含交联单体甲基丙烯酸烯丙酯的酯化大单体MP；再将MP、不饱和磺酸盐、(甲基)丙烯酸酯类不饱和单体和链转移剂，在氧化还原引发体系和低温条件下进行水溶液聚合，最后加入液碱中和得到一定浓度的聚羧酸减水剂。本专利技术制备的高保坍聚羧酸减水剂是通过分子结构设计，低温下制备出的具有高保坍、分散性能优异、适应性好。CN105037648A公开了一种保坍减水型聚羧酸减水剂及其低温快速制备方法，将100份不饱和聚氧乙烯酯、1~10份不饱和羧酸、0.05~2份氧化剂和40~90份水混合，调节反应温度至15~60℃搅拌溶解；先同时滴加含有还原剂甲醛次硫酸氢钠的溶液B和含有链转移剂的溶液C，滴加5~30分钟后，开始滴加含有不饱和羧酸的溶液A，三种溶液共同在1~3小时内滴加完毕且溶液B和溶液C比溶液A晚10~30min，保温反应30~60min，再向反应液中加入1~10份氢氧化钠，即得所述之保坍减水型聚羧酸减水剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，适应于水泥、矿物掺合料、砂石地材等材料品质较差的情况。本专利技术通过合理设计聚羧酸分子主链长度，能一定程度上缓冲不同水化条件下聚羧酸减水剂分子的初始吸附量；增大聚醚大单体比例及维C用量，控制聚羧酸减水剂合成中的聚醚大单体的高转化率及聚醚大单体嫁接的支链密度，以保证聚羧酸分子可提供足够的空间位阻斥力。本专利技术所提供的聚羧酸减水剂能最大程度稳定聚羧酸系减水剂分子在不同吸附质能力、量多变情况下的吸附分散能力及排斥能力。本专利技术的低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，由下述各组分聚合而成，原料总质量份为1000，各组分包括：聚醚大单体：360~375；丙烯酸：22.0~35.0；链转移剂：1.25~1.80；双氧水：2.0~3.5；维C：0.55~0.75；液碱：10~15；水：其余。所述聚醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚的一种或几种组成；所述的双氧水为质量百分比为27.5%的工业级双氧水；所述的链转移剂为巯基乙酸(MSDS)、巯基丙酸(MPA)一种或两种组成；所述的液碱为质量百分比为30~32%的工业级NaOH溶液。本专利技术所述的一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料的合成过程如下：将聚醚大单体置于反应容器中，持续搅拌，直至搅拌溶液无明显块状或片状物料；将双氧水加入已溶解完全的聚醚大单体溶液中，然后10min内需依次加入引发剂和丙烯酸溶液，所述的引发剂为链转移剂和维C的水溶液混合物；引发剂优先于丙烯酸溶液加入，优先时间为10min；丙烯酸溶液滴加时间为1~2.5h，丙烯酸溶液优先于引发剂滴加完，引发剂滞后于丙烯酸溶液10~20min后滴加完；不开冷却水循环，置于反应釜中自动保温10~15h后，加入液碱，并补水，搅拌均匀即可放出。所述聚醚大单体从低减水率的角度上判断，优选为异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚的一种或两种组成；所述聚醚大单体从高保坍性的角度上判断，优选为异丁烯醇聚氧乙烯醚；所述聚醚大单体从适应性的角度上判断，优选为2000、2400分子量的聚醚大单体两者混合物，质量比例优选为1：2；所述的聚醚大单体从综合因素角度上判断，优选为质量比为1：2的2000分子量的异丁烯醇聚氧乙烯醚和2400分子量的异戊烯醇聚氧乙烯醚的组合物；所述聚醚大单体若选择为甲基烯丙基聚氧乙烯醚，质量优选为370~375；所述聚醚大单体若选择为异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚的一种或两种组成，质量优选为360~370。所述的双氧水加入时，考虑与2~5倍于双氧水质量比的水混合，避免双氧水直接加入导致局部浓度过高；所述的链转移剂为巯基乙酸时，保坍性较强，用量为1.25~1.65；所述的链转移剂为巯基丙酸时，减水率较高，用量为1.37~1.80；所述的维C用量为0.55~0.75，减水剂母液的减水率随其用量递增，先变高后变低；减水剂母液的保坍性随其用量递增，先变低后变高；维C用量优选为减水率递增曲线斜率和保坍性递减曲线斜率平顺重合处；所述的链转移剂用量与丙烯酸用量成正比变化，根据其丙烯酸用量确定链转移剂用量范围：丙烯酸用量为22.0~28.5，链转移剂用量为1.25~1.53；丙烯酸用量为28.5~35.0，链转移剂用量为1.53~1.80；所述链转移剂用量可根据母液减水率、保坍性两个指标进行向下微调，减水剂母液的减水率随其用量递减，先变低后变高；减水剂母液的保坍性随其用量递低，先变高后变低；链转移剂用量优选为减水率递减曲线斜率和保坍性递增曲线斜率平顺重合处。本专利技术的有益效果是：1.适当控制链转移剂用量，增大聚羧酸减水剂主链长度，且低酸醚比设计，促使该减水剂分子尺寸偏大，绝对限制减水剂分子在强吸附质水化环境中的伸展度，减水剂分子初始吸附量有限；结合高支链密度设计，该聚羧酸母液表现出初始减水率较低(足以保证混凝土基本的工作性能)，后期减水率逐步放大的特征。2.市面多采用高减水率的减水剂与初始无减水率的保坍剂复配来解决混凝土的坍落度损失过快问题。此类保坍剂合成中必须引入丙烯酸烷基酯类小单体，该低酸醚比低减水高保坍型聚羧酸减水剂原料均为减水剂常用原材料，且生产出母液直接稀释使用，无需复配其他母液，生产要求不高，简单宜操作。具体实施方式下面通过实例对本专利技术进行进一步的阐述，下述说明仅为了解释本专利技术，并不对内容进行限定。实施例1一种低酸醚比低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，该减水剂由按质量百分比的下述各组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，由下述各组分聚合而成，原料总质量份为1000，各组分包括：聚醚大单体：360~375；丙烯酸：22.0~35.0；链转移剂：1.25~1.80；双氧水：2.0~3.5；维C：0.55~0.75；液碱：10~15；水：其余；所述聚醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚的一种或几种组成；所述的双氧水为质量百分比为27.5%的工业级双氧水；所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸的一种或两种；所述的液碱为质量百分比为30~32%的工业级NaOH溶液。

【技术特征摘要】
1.一种低减水高保坍型聚羧酸减水剂母料，由下述各组分聚合而成，原料总质量份为1000，各组分包括：聚醚大单体：360~375；丙烯酸：22.0~35.0；链转移剂：1.25~1.80；双氧水：2.0~3.5；维C：0.55~0.75；液碱：10~15；水：其余；所述聚醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚的一种或几种组成；所述的双氧水为质量百分比为27.5%的工业级双氧水；所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸的一种或两种；所述的液碱为质量百分比为30~32%的工业级NaOH溶液。2.权利要求1所述的聚羧酸减水剂母料的合成方法，其特征在于：将聚醚大单体置于反应容器中，持续搅拌，直至搅拌溶液无明显块状或片状物料；将双氧水加入已溶解完全的聚醚大单体溶液中，然后10min内需依次加入引发剂和丙烯酸溶液，所述的引发剂为链转移剂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，贺行洋，苏英，王迎斌，常鹰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42