一种醚类聚羧酸减水剂、其制备方法及应用技术

本申请涉及减水剂技术领域，具体公开了一种醚类聚羧酸减水剂、其制备方法及应用。醚类聚羧酸减水剂由大单体和小单体水溶液共聚合获得，大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚，小单体包括丙烯酸和丙烯酸羟乙酯；大单体与小单体的重量比为1：（3‑5）；丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的重量比为1：（1‑3）。其制备方法为：将大单体和去离子水混合得到混合液A；将小单体和去离子水混合得到混合液B；向混合液A中滴加混合液B，同时滴加链转移剂和引发剂，得到混合液C；向混合液C中加入氢氧化钠溶液中和至PH=5‑7。其应用于混凝土中。本申请的醚类聚羧酸减水剂的保坍性能较好，可显著降低混凝土的坍落度。

【技术实现步骤摘要】
一种醚类聚羧酸减水剂、其制备方法及应用
本申请涉及减水剂
，更具体地说，它涉及一种醚类聚羧酸减水剂、其制备方法及应用。
技术介绍
随着现代混凝土技术和外加剂的发展，减水剂的应用越来越广泛。减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。减水剂分为萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂等类别。其中聚羧酸高性能减水剂的应用最为广泛。聚羧酸减水剂作为一种高性能减水剂，具有低渗量、高减水率、干缩性小、低碳环保等优点。聚羧酸系高性能减水剂产品主要分为两大类：酯类聚羧酸减水剂和醚类聚羧酸减水剂。酯类聚羧酸减水剂是市场上最常见的产品，其具有较高的减水率，在使用是只需要少量掺入即可起到较好的减水效果。与酯类聚羧酸减水剂相比，醚类聚羧酸减水剂具有生产工艺简单、生产周期短、质量稳定等优点，但是，实际生产过程中，相关技术中的醚类聚羧酸减水剂相对于酯类聚羧酸减水剂而言，保坍性能较弱，导致混凝土具有较高的坍落度。
技术实现思路
为了提高醚类聚羧酸减水剂的保坍性能，本申请提供一种醚类聚羧酸减水剂、其制备方法及应用。第一方面，本申请提供一种醚类聚羧酸减水剂，采用如下的技术方案：一种醚类聚羧酸减水剂，由大单体水溶液和小单体水溶液共聚合获得；所述大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚；所述小单体包括丙烯酸和丙烯酸羟乙酯；所述大单体与小单体的重量比为1：(3-5)；所述丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的重量比为1：(1-3)。通过采用上述技术方案，丙烯酸双键的活性较高，甲基烯丙基聚氧乙烯醚的双键活性较低，当甲基烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸直接共聚时，存在丙烯酸自身聚合的问题，大量的丙烯酸自聚，导致参与共聚的丙烯酸比例较低，使聚合物的分子量较难控制，从而使减水剂的减水率较低，导致掺入减水剂的混凝土坍落度损失较大。通过引入活性介于丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚之间的丙烯酸羟乙酯，调整甲基烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸单体的反应活性，调整减水剂体系的亲水亲油平衡，提高减水剂的减水率，从而降低混凝土的坍落度。当大单体与小单体的重量比处于上述范围时，引入的聚氧乙烯基、羧酸基和酯基等活性基团会减少水泥对减水剂的吸附作用，从而使制得的减水剂在混凝土拌合物中分散性较好，降低混凝土的坍落度。在聚羧酸的合成中，引入含有酯基的小分子，在水泥的碱性环境下，酯基逐渐水解成羧酸基而被水泥颗粒重新吸附，补充因水泥水化所消耗的羧酸根，起到了良好的缓释保坍作用。当丙烯酸和丙烯酸羟乙酯的重量比控制在上述范围内时，合成的聚羧酸减水剂具有较好的缓释保坍性能，进一步减少混凝土的坍落度。优选的，所述小单体还包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸占单体总重量的1-5％。通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，通过引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸而引入具有强极性的磺酸基，提高了减水剂的分散性，从而提高了减水剂的减水率，在减水剂使用时，降低减水剂的掺入量，减少成本。优选的，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2200-2600。通过采用上述技术方案，采用上述分子量的甲基烯丙基聚氧乙烯醚单体，增加侧链长度有助于加快水泥分散体系的早期水化速率和保坍性能。第二方面，本申请提供上述醚类聚羧酸减水剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种醚类聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：S1，将大单体和去离子水搅拌混合，得到混合液A；S2，将小单体和去离子水搅拌混合，得到混合液B；S3，向混合液A中滴加混合液B，同时滴加链转移剂和引发剂，得到混合液C；S4，向混合液C中加入氢氧化钠溶液中和至PH＝5-7，即得醚类聚羧酸减水剂。通过采用上述技术方案，本申请的制备方法操作简单，反应条件易于控制，生产周期短，绿色环保，成本低廉，适合工业规模化生产。优选的，所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸中的一种。通过采用上述技术方案，链转移剂能使连锁聚合反应的游离基或离子等活性中心从增长着的活性链转移到它身上，产生新的活性中心而继续连锁反应，使原来的活性链失去活性。掺入少量的链转移剂，对反应速率无明显影响，且可缩短链的长度。优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过氧化氢中的一种。通过采用上述技术方案，加入的引发剂受热后分解为自由基，从而引发单体聚合，所得的混合液耐水性较好。优选的，所述S1和S2中，搅拌温度设定为30-50℃，搅拌时间设定为20-30min。通过采用上述技术方案，温度过低会使后续聚合反应时，引发效率降低，使聚合性能差，从而使制得的减水剂减水和保坍性能降低；温度过高，使减水剂的初始流动度及保坍性能将下降。优选的，所述S3中，滴加时间控制在2-3h，滴加完毕后静置1-2h。通过采用上述技术方案，滴加时间过短，会使混合液C的粘稠度增加，不利于制得的减水剂在水泥中的分散；滴加时间过长，会影响聚合效果，降低减水剂的减水和保坍性能。第三方面，本申请提供上述醚类聚羧酸减水剂的应用，采用如下的技术方案：一种醚类聚羧酸减水剂的应用，所述醚类聚羧酸减水剂应用在混凝土中。通过采用上述技术方案，在混凝土中掺入醚类聚羧酸减水剂，可以在不改变混凝土中其他原料配比的条件下，减少水的用量，有利于降低混凝土的坍落度。优选的，所述醚类聚羧酸减水剂在混凝土中的添加量为水泥用量的0.2-0.4％。通过采用上述技术方案，在生产混凝土的过程中，掺入少量的醚类聚羧酸减水剂，即可产生较好的减水效果，降低混凝土的坍落度。综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请通过引入丙烯酸羟乙酯，调整了甲基烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸单体的反应活性，提高了减水剂的减水率，降低了混凝土的坍落度；2、本申请通过将大单体与小单体的重量比控制在1：(3-5)，使减水剂的分散性和保坍性能较好，掺入混凝土中，减少水的用量，降低混凝土的坍落度；3、本申请通过将丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的重量比控制1：(1-3)，提高了减水剂的初始流动度，同时使减水剂具有较好的保坍性能。具体实施方式以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。本申请实施例中的甲基烯丙基聚氧乙烯醚均采自江苏省海安石油化工厂；丙烯酸均采自山东巨和生物技术有限公司；丙烯酸羟乙酯均采自山东豪顺化工有限公司；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸均采自寿光市荣晟新材料有限公司；过硫酸钾、过硫酸铵、巯基乙酸、巯基丙酸均采自山东力昂新材料科技有限公司；过氧化氢均采自武汉三合顺化工有限公司；水泥均采用普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5；砂子均采用II区天然中砂，细度模数为2.5，含泥量＜1.0％；细石均采用粒径为5-20mm连续级配的碎石；粉煤灰均采自灵寿县鑫拓矿产品加工有限公司，密度为2.57g/cm3,细度6.4％，烧失量3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醚类聚羧酸减水剂，其特征在于，由大单体水溶液和小单体水溶液共聚合获得；/n所述大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚；/n所述小单体包括丙烯酸和丙烯酸羟乙酯；/n所述大单体与小单体的重量比为1：（3-5）；/n所述丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的重量比为1：（1-3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种醚类聚羧酸减水剂，其特征在于，由大单体水溶液和小单体水溶液共聚合获得；
所述大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚；
所述小单体包括丙烯酸和丙烯酸羟乙酯；
所述大单体与小单体的重量比为1：（3-5）；
所述丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的重量比为1：（1-3）。


2.根据权利要求1所述的醚类聚羧酸减水剂，其特征在于，所述小单体还包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸占单体总重量的1-5%。


3.根据权利要求1所述的醚类聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2200-2600。


4.权利要求1-3任一所述的醚类聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将大单体和去离子水搅拌混合，得到混合液A；
S2，将小单体和去离子水搅拌混合，得到混合液B；
S3，向混合液A中滴加混合液B，同时滴加链转移剂和引发剂，得到混合液C；
S4，向混合液C中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁安慰，
申请(专利权)人：上海箬盛建材有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31