一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土减水剂技术领域，特别涉及一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，其中，所述阻泥超早强型聚羧酸减水剂，包括以下制备原料：异戊烯基聚氧乙烯醚、枯烯基聚氧乙烯醚、不饱和羧酸、3-溴-1-丙醇、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、烯丙基胺、丙烯酰胺、过硫酸盐引发剂、光引发剂、链转移剂、甲醇。本发明专利技术提供一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其短侧链所含早强基团密度大，长侧链长，从而大大提高了混凝土早期强度，并且减水剂分子结构中的刚性基团和阳离子基团使其具有良好的阻泥效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土减水剂
，特别涉及一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚羧酸减水剂具有高减水率、高保坍性、低碱、绿色环保等特点，已被广泛应用于混凝土工程中。但普通聚羧酸系减水剂早期强度发展缓慢，尤其是在低温条件下，使普通聚羧酸减水剂在冬季施工和寒冷环境的使用中受到限制，可见，促进水泥早期水化，开发早强型聚羧酸减水剂具有显著的技术经济效益。
[0003]聚羧酸减水剂在混凝土工程中获得广泛应用的同时，也暴露了一些明显的缺陷，特别是砂石中含有的泥土使聚羧酸系减水剂的性能受到很大影响，导致混凝土流动度差坍落度损失大。近年来，随着天然砂的枯竭，机制砂或质量较差的天然砂替代之，加上各种骨料的含泥量居高不降，对聚羧酸系减水剂性能产生很大影响，导致混凝土流动度差，坍落度损失大。
[0004]目前，已有少量关于抗泥剂方面的报道。专利CN102617811A提出了一种两性乙烯基聚合物混凝土抗泥剂的制备方法。其制备方法是:利用甲基丙烯酸和聚乙二醇单甲醚进行酯化反应制备聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，然后再将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸系单体、乙烯基阳离子单体和乙烯基磺酸盐单体通过自由基引发聚合制得。专利CN102775088A提出了一种阻泥型混凝土减水剂及制备方法，通过将季铵盐型泥土稳定剂、无机钾盐、有机磷阻垢剂和聚羧酸减水剂复配使用。
[0005]关于超早强型聚羧酸减水剂，专利CN106749983A公开了一种低密度长侧链减水剂，其通过在主链上引入长侧链，降低长侧链密度并在减水剂分子上引入早强集团，从而大幅度提高混凝土早期强度。专利CN108192039A采用超高分子量的聚醚单体作为活性大单体，使分子链形成长侧链短主链的结构，并引入自制的不饱和醇胺酯的小单体及含N基团的甲基丙烯酸二甲氨乙酯和三丙烯基胺等具有早强功能的小单体，在室温下溶液聚合而成。但均未查到有关抗泥性的说明。专利CN105199032A公开了一种阳离子超早强聚羧酸减水剂，该技术方案以各种活性大单体为原料合成，在分子中引入阳离子，从而减少泥土对外加剂的吸附，可加速水泥的水化作用，具有超早强作用。

技术实现思路

[0006]为解决上述
技术介绍
中提及的现有技术制备得到的具备长侧链短主链的聚羧酸减水剂在抗泥性上存在不足的问题，本专利技术提供一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂，包括以下制备原料：异戊烯基聚氧乙烯醚、枯烯基聚氧乙烯醚、不饱和羧酸、3-溴-1-丙醇、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、烯丙基胺、丙烯酰胺、过硫酸盐引发剂、光引发剂、链转移剂、甲醇。
[0007]在上述方案的基础上，进一步地，包括以下重量份的制备原料：
[0008][0009][0010]在上述方案的基础上，进一步地，所述异戊烯基聚氧乙烯醚的分子量为4000～6000。
[0011]在上述方案的基础上，进一步地，所述枯烯基聚氧乙烯醚的结构式为：
[0012][0013]其中，EO为氧化乙烯基单元，n＝80～120，所述n优选为EO的平均加成摩尔数；PO为氧化丙烯基单元，m＝4～10，所述m优选为PO的平均加成摩尔数。
[0014]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种的混合物。
[0015]在上述方案的基础上，进一步地，所述过硫酸盐引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。
[0016]在上述方案的基础上，进一步地，所述光引发剂为Irgacure 500、4-苯甲酰苯甲酸、Irgacure 819DW中的一种或多种。
[0017]在上述方案的基础上，进一步地，所述链转移剂为硫代苹果酸、巯基丙酸和硫甘油中的一种或多种。
[0018]本专利技术提供一种如上所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下制备步骤：
[0019]步骤一、将烯丙基胺溶于甲醇中，调节温度至5～10℃，在保护气氛下滴加丙烯酰胺并搅拌，所述保护气氛优选为氮气，所述搅拌的方式优选为电磁搅拌，所述搅拌的时间优
选为48～52h，再对反应产物进行减压蒸馏，其中，所述减压蒸馏的真空度优选为0.061MPa，所述减压蒸馏的蒸馏温度优选为45℃，所述减压蒸馏优选持续直至馏分不再蒸出，减压蒸馏制得混合产物；将混合产物与不饱和羧酸混合，再加入去离子水，作为溶液A；
[0020]步骤二、将N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺溶于去离子水中，升温至45～55℃，加入3-溴-1-丙醇并反应，所述反应时间优选为15～20h，得到不饱和季铵盐小单体，再加入链转移剂混合后，作为溶液B；
[0021]步骤三、将光引发剂和去离子水混合，作为溶液C；
[0022]步骤四、将异戊烯基聚氧乙烯醚和枯烯基聚氧乙烯醚置于反应容器中，所述反应容器优选为1000ml圆底口烧瓶，控制温度至50～75℃，加入去离子水进行搅拌，再加入过硫酸盐引发剂、不饱和羧酸并置于紫外光下照射，所述紫外光的波长优选为350～600nm，照射强度优选为50～110W/m2，随后同时滴加溶液A、溶液B和溶液C，所述滴加溶液A、溶液B和溶液C的时间优选均为2～5h，滴加结束后，保持光照并在50～75℃下进行反应，所述保持光照并在50～75℃下进行反应的时间优选为1～3h；
[0023]步骤五、反应完成后，调节pH值为6.0～6.5，所述pH调节优选使用32％质量浓度的液碱进行调节，即得到阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其中，当pH值调节结束后，优选增加进行补水的步骤，所述补水至固含量为50％。。
[0024]在上述方案的基础上，进一步地，在所述步骤一中，通过减压蒸馏后制得的混合产物包括单体1和单体2；
[0025]所述单体1的结构式为：
[0026][0027]所述单体2的结构式为：
[0028][0029]在上述方案的基础上，本专利技术还提供如上所述制备方法的一种优选方案，包括如下步骤：
[0030](1)按重量份称取各原料组分。
[0031](2)将1.0～8.0重量份的烯丙基胺溶于100～200重量份的甲醇溶液中，调节温度至5～10℃，在氮气保护下滴加3.0～20重量份的丙烯酰胺，电磁搅拌48～52h，对反应产物进行减压蒸馏，保持真空度为0.061MPa，蒸馏温度45℃，减压蒸馏至馏分不再蒸出，制得单体1、单体2的混合物；
[0032]所述单体1的结构式为：
[0033][0034]所述单体2的结构式为：
[0035][0036]将混合物与10～30重量份的不饱和羧酸混合，加入30～60重量份的去离子水，作为溶液A。
[0037](3)将6.0～9.0重量份的N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺溶于60～80g去离子水中，升温至45～55℃，加入2.5～5.0重量份的3-溴-1-丙醇，反应15～20h，获得不饱和季铵盐小单体，再加入1.5～2.5重量份的链转移剂混合后，作为溶液B。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，包括以下制备原料：异戊烯基聚氧乙烯醚、枯烯基聚氧乙烯醚、不饱和羧酸、3-溴-1-丙醇、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、烯丙基胺、丙烯酰胺、过硫酸盐引发剂、光引发剂、链转移剂、甲醇。2.根据权利要求1所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，包括以下重量份的制备原料：3.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述异戊烯基聚氧乙烯醚的分子量为4000～6000。4.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述枯烯基聚氧乙烯醚的结构式为：其中，EO为氧化乙烯基单元，n＝80～120；PO为氧化丙烯基单元，m＝4～10。5.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种的混合物。6.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述过硫酸盐引发剂为过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。7.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述光引发剂为Irgacure 500、4-苯甲酰苯甲酸、Irgacure 819DW中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的阻泥超早强型聚羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖广兴，邵幼哲，方云辉，陈展华，郭元强，赖华珍，李格丽，柯余良，钟丽娜，张小芳，黄小文，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：