高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，包括如下步骤：将萘系减水剂溶于水中，调整溶液pH，升温并进行水解反应，然后加入氢氧化钙并搅拌，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH＝7，即得线状母体N；向线状母体N的水溶液中加入一定量的引发剂A，然后分别滴入溶有一定量的单体B、单体C和单体D的水溶液和溶有链转移剂T、剩余量的引发剂A和剩余量的单体B的水溶液，搅拌反应0.5‑1h后，降温即得最终产品。本发明专利技术制得的减水剂产品减水率高，保坍性好，稳定性好，可进一步降低现用减水剂对环氧乙烷的依赖，提高现用减水剂的粘土适应性，促进减水剂行业向高质量、高水平、低能耗和低成本的方向发展。

Preparation method of Gao Baotan, high water reducing and anti clay modified naphthalene water reducing agent

The invention discloses a method for preparing high slump, high water reducing and anti clay modified naphthalene superplasticizer, which includes the following steps: naphthalene superplasticizer is dissolved in water, adjusting the solution pH, temperature and hydrolysis, and then adding calcium hydroxide and stirring, filtering the supernatant with phosphoric acid, will and to the pH = 7, the linear matrix N; to add a certain amount of water in the solution of linear matrix N A initiator, and then drops into the solution of a certain amount of monomer B, monomer C and monomer D aqueous solution and solution of chain transfer agent T, caused the water solution of single B agent A and the remaining amount of the remaining amount, stirring for 0.5 1h after cooling to obtain the final product. The prepared water reducing agent products of high water reducing rate, slump retention, good stability, can further reduce the dependence on the water reducing agent of ethylene oxide is used to improve the adaptability, clay water reducing agent, water reducing agent to promote the industry to the high quality, high level, low energy consumption and low cost direction.

【技术实现步骤摘要】
高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法
本专利技术属于混凝土外加剂
，具体涉及一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法。
技术介绍
混凝土中使用外加剂已经是一种被公认的可以提高强度、改善混凝土工作性能、节省能耗的有效措施。目前减水剂分为三代，比较主流的是聚羧酸超塑化剂，但是聚羧酸超塑化剂具有对粘土非常敏感、价格昂贵及各地基材适应性较差等缺点。随着目前国家基础设施建设的进行，全国砂石料质量状况非常不好，粘土含量较大，造成对聚羧酸超塑化剂的吸附量非常大，这样无疑会增加其混凝土的制备成本。目前市面上40％浓度的聚羧酸超塑化剂中甲基烯丙基聚氧乙烯醚此类大单体占到了35％甚至以上，因此甲基烯丙基聚氧乙烯醚的价格决定了其聚羧酸的价格，而由于其价格一直居高不下，这就严重制约了聚羧酸超塑化剂的推广使用。此外，在制备高标号混凝土和高标号预制构件的时候，采用聚羧酸制备出来的混凝土的粘度非常大，不利于混凝土的正常施工，而萘系减水剂不仅能使高标号混凝土的粘度较低，而且还能对粘土有较好的适应性，价格也比较便宜。但是萘系减水剂与聚羧酸超塑化剂相比，其存在减水率偏低及混凝土保持性能不好的缺点。但只要克服这缺点，萘系减水剂就会具有很好的应用前景。公开号为CN105271887A及CN103804620A分别公开了一种萘系减水剂，两者基本类似，其主要区别是吸附基团一个使用了羧酸根一个使用了磷酸根，但是引入的位置都是在萘环上，而一旦在萘环上引入就存在空间位阻效应和电荷效应，就会对缩聚存在负面影响，同时磷酸根的强缓凝作用会严重影响钙矾石晶型。公开号为CN101759393A的专利采用萘系减水剂与氧化-醚化淀粉进行复配，公开号为CN105236789A的专利在萘系减水剂的基础上，引入苯酚环，由于其吸附基团还是磺酸根，萘系刚性结构并没有变化，因此制备出来的萘系减水剂的减水率和保坍性能不会很优越。公开号为CN105807186A的专利采用了苯酚来改性萘系减水剂的主体结构，然后在与造纸黑液进行复配，而造纸黑液的主要成分是木质素磺酸盐类物质和糖类，其主要作用是缓凝，如果只是通过缓凝作用来使混凝土保持效果好的话，可能会出现混凝土的凝结时间还没到，但是混凝土塌落度没有了的情况发生，这就是用缓凝剂来调整混凝土保持性能的弊端。因此制备兼备萘系减水剂和聚羧酸超塑化剂优点的外加剂成为本领域亟需解决的一个技术问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，该方法从外加剂的结构上进行调整，重复稳定性好，生产成本低，制得的改性萘系减水剂产品减水率高，保坍性好，稳定性好，可进一步降低现用减水剂对环氧乙烷的依赖，提高现用减水剂的粘土适应性，促进减水剂行业向高质量、高水平、低能耗和低成本的方向发展。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下合成步骤：将萘系减水剂(NSF)溶于水中，用酸S将溶液pH调整到3-5，然后升温至130-150℃进行水解3-5h，加入氢氧化钙，搅拌5～15min，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH为7，即得线状母体N的水溶液；在65-80℃下，向线状母体N的水溶液中加入引发剂A，加入的量是引发剂A总量的20-40％，搅拌20-40分钟；在1-2h内同时滴入第一水溶液和第二水溶液，然后再搅拌反应0.5-1h后，降温即为所述高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂；其中，所述第一水溶液为溶有单体B、单体C及单体D的水溶液，其中单体B的加入量为单体B总量的10-20％；所述第二水溶液为溶有链转移剂T、剩余量的引发剂A及剩余量的单体B的水溶液；所述萘系减水剂NSF的结构式为：其中，n＝10-15；所述线状母体N的结构通式为：其中，n＝10-15；所述单体B的结构通式为：式中R1为H或-CH3，R2为-CH2O-或-CH2CH2O-，a＝5-10，b＝0-3；所述单体C的结构通式为：式中R1为H或-CH3；所述单体D的结构通式为：式中R3为-OCH3、-OCH2CH2OH、-OCH2CH(CH3)OH、-OCO-CH＝CH2或作为进一步的优选实施方案，所述改性萘系减水剂的分子量为20000-35000，分子量分布系数为1.5-2.0。作为进一步的优选实施方案，所述改性萘系减水剂的结构通式为：式中n:c:d:e为10:20-40:0-8:0-3。作为进一步的优选实施方案，所述酸S为磷酸(85％)或硫酸。作为进一步的优选实施方案，所述引发剂A为过氧化苯甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或两种。作为进一步的优选实施方案，所述引发剂A的摩尔量与线状母体N、单体B、单体C和单体D总摩尔量的比值为1:8-25；所述线状母体N的加入摩尔量与所述单体B、C和D加入摩尔量的比值为1:1-3:20-40:1-8。作为进一步的优选实施方案，所述链转移剂T为甲基丙烯磺酸钠、巯基乙酸、巯基丙酸及次亚磷酸钠中的一种或两种。作为进一步的优选实施方案，所述链转移剂T的摩尔量与线状母体N、单体B、单体C和单体D总摩尔量的比值为1:6-15。本专利技术的积极效果：采用本方法制备的改性萘系减水剂，不仅具有萘系减水剂的优点(对混凝土基材具有非常好的适应性，对粘土的抵抗能力非常好，制备出的高标号混凝土的粘聚性较好)，同时粘度比聚羧酸超塑化剂制备出来的混凝土低很多，工作性能优良，且价格比聚羧酸超塑化剂低，能进一步削弱甲基烯丙基聚氧乙烯醚等此类大单体和环氧乙烷对减水剂价格的影响；同时还具备聚羧酸超塑化剂的高减水率和高保坍性能等优点。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细说明。说明：以下实施例中各个组分的份数含量是指摩尔份数。各实施例中的氢氧化钙加入量一般是过量，直至混合溶液体系显示碱性(pH优选在9左右)。实施例1本专利技术优选实施例1提供一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，具体为：将萘系减水剂溶于水中，用体积浓度为85％的磷酸将溶液pH调整到3，然后升温至130℃下进行水解3h，然后加入氢氧化钙，搅拌10min，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH＝7，即得线状母体N；在65℃下，向1份线状母体N的水溶液中加入0.184份过氧化苯甲酰，搅拌20分钟，然后将溶有0.1份的单体B、20份单体C和1份单体D的水溶液和溶有1.54份甲基丙烯磺酸钠、0.736份过氧化苯甲酰和0.9份单体B的水溶液，同时滴入其中(在1h内滴加完毕)，然后再搅拌反应0.5h后，降温即为所述高保坍、高减水型改性萘系减水剂，其分子量为20010，分子量分布系数为1.8，编号LYNP-1。所述萘系减水剂NSF的结构式为：其中，n＝10；所述单体B的结构式为：所述单体C的结构式为：所述单体D的结构式为：实施例2本专利技术优选实施例2提供一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，具体为：将萘系减水剂溶于水中，用浓硫酸将溶液pH调整到4，然后升温至135℃下进行水解4h，然后加入氢氧化钙，搅拌10min，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH＝7，即得线状母体N；在75℃下，向1份线状母体N的水溶液中加入1.3份过硫酸铵，搅拌40分钟，然后将溶有0.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下合成步骤：将萘系减水剂(NSF)溶于水中，用酸S将溶液pH调整到3‑5，然后升温至130‑150℃进行水解3‑5h，加入氢氧化钙，搅拌5～15min，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH为7，即得线状母体N的水溶液；在65‑80℃下，向线状母体N的水溶液中加入引发剂A，加入的量是引发剂A总量的20‑40％，搅拌20‑40分钟；同时滴入第一水溶液和第二水溶液并在1‑2h内滴加完毕，然后再搅拌反应0.5‑1h后，降温即为所述高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂；其中，所述第一水溶液为溶有单体B、单体C及单体D的水溶液，其中单体B的加入量为单体B总量的10‑20％；所述第二水溶液为溶有链转移剂T、剩余量的引发剂A及剩余量的单体B的水溶液；所述萘系减水剂NSF的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下合成步骤：将萘系减水剂(NSF)溶于水中，用酸S将溶液pH调整到3-5，然后升温至130-150℃进行水解3-5h，加入氢氧化钙，搅拌5～15min，过滤取上清液，用磷酸将其中和至pH为7，即得线状母体N的水溶液；在65-80℃下，向线状母体N的水溶液中加入引发剂A，加入的量是引发剂A总量的20-40％，搅拌20-40分钟；同时滴入第一水溶液和第二水溶液并在1-2h内滴加完毕，然后再搅拌反应0.5-1h后，降温即为所述高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂；其中，所述第一水溶液为溶有单体B、单体C及单体D的水溶液，其中单体B的加入量为单体B总量的10-20％；所述第二水溶液为溶有链转移剂T、剩余量的引发剂A及剩余量的单体B的水溶液；所述萘系减水剂NSF的结构式为：其中，n＝10-15；所述线状母体N的结构通式为：其中，n＝10-15；所述单体B的结构通式为：式中R1为H或-CH3，R2为-CH2O-或-CH2CH2O-，a＝5-10，b＝0-3；所述单体C的结构通式为：式中R1为H或-CH3；所述单体D的结构通式为：式中R3为-OCH3、-OCH2CH2OH、-OCH2CH(CH3)OH、-OCO-CH＝CH2或2.根据权利要求1所述的一种高保坍、高减水、抗粘土型改性萘系减水剂的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏中原，逄建军，
申请(专利权)人：唐山市龙亿科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13