一种聚羧酸减水剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种聚羧酸减水剂、制备方法及应用，属于建筑材料技术领域。一种聚羧酸减水剂，包括A料、B料和底料；A料的制备原料包括，还原剂1和链转移剂；B料的制备原料包括，不饱和酸和酯改性的二氧化硅；底料的制备原料包括，不饱和聚氧乙烯醚、还原剂2和氧化剂。本发明专利技术的聚羧酸减水剂，由于添加了改性的无机填料，其中的改性基团与聚羧酸减水剂的有机部分亲和力强，无机填料部分与混凝土的无机原料部分亲和度强，因此能够提升所述聚羧酸减水剂与混凝土无机原料之间的相容性。混凝土无机原料之间的相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸减水剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种聚羧酸减水剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，包括木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物、三聚氰胺甲醛缩合物、丙酮磺酸盐甲醛缩合物、氨基磺酸盐甲醛缩合物以及聚羧酸等种类。相比于其他种类的减水剂，聚羧酸减水剂具有掺量小、保坍性能好、分子结构可设计性强、高性能化潜力大、生产工艺相对简单、绿色环保等优点，成为了目前最畅销的减水剂之一。
[0003]聚羧酸减水剂通常由溶液自由基聚合反应得到，例如由含有不饱和双键的单体及其衍生物经自由基聚合反应，生成具有一条主链和多个支链的梳状聚羧酸共聚物，该共聚物主链上连接有羧基、羟基、磺酸基、氨基等亲水性的功能基团，侧链上接枝有不同聚合度的聚氧乙烯(丙烯)。
[0004]但是，现阶段河砂、卵石被禁止开采，建筑行业基本上都只能使用机制砂石料，相关技术中，聚羧酸减水剂对包括较差地材的混凝土，相容性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种聚羧酸减水剂，由于添加了改性的无机填料，其中的改性基团与聚羧酸减水剂的有机部分亲和力强，无机填料部分与混凝土的无机原料部分亲和度强，因此能够提升所述聚羧酸减水剂与混凝土无机原料之间的相容性。
[0006]本专利技术还提出一种上述聚羧酸减水剂的制备方法。
[0007]本专利技术还提出一种上述聚羧酸减水剂在建筑领域的应用。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出了一种聚羧酸减水剂，包括A料、B料和底料；
[0009]所述A料的制备原料包括，还原剂1和链转移剂；
[0010]所述B料的制备原料包括，不饱和酸和酯改性的二氧化硅；
[0011]所述底料的制备原料包括，不饱和聚氧乙烯醚、还原剂2和氧化剂。
[0012]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0013](1)本专利技术提供的聚羧酸减水剂中包含了酯改性的二氧化硅，其中的酯分子中具有酯键(不饱和双键)可以与不饱和聚氧乙烯醚发生共聚，因此，通过改性，可将二氧化硅颗粒引入聚羧酸减水剂的分子链中；且二氧化硅与水泥的相容性好；因此提升了聚羧酸减水剂与水泥的相容性。
[0014](2)聚羧酸减水剂的使用环境(水泥)为碱性，本专利技术提供的聚羧酸减水剂中，酯类小分子可在碱性环境下水解释放出亲水性的羧基和水分子多元醇，能够起到络合并分散水泥中的矿物成分的作用，同时由于羧基和羟基可以与水分子形成氢键有助于保持水分，进而达到更好的保坍效果。
[0015](3)“酯改性的二氧化硅由于具有无机材料的空间位阻，因此与不饱和聚氧乙烯醚聚合形成聚羧酸减水剂后，调节了有机分子的空间位阻；由于具有滚珠作用，因此提升了聚羧酸减水剂的润滑作用；由于具有静电斥力，因此提升了分散性；此外还兼具填充作用；上述所有作用，共同提升了聚羧酸减水剂对混凝土的适应性。”[0016](4)本专利技术提供的聚羧酸减水剂中包含了两种还原剂和一种氧化剂，这三者相互配合，循环反应，生成足以引发不饱和聚氧乙烯醚和不饱和酸的聚合反应的自由基，因此不需加热引发；且产生的热量足以溶解原料，因此不需加热溶料；之后，聚合反应过程中产生热，用于继续溶解原料，直至反应结束，因此在反应过程中无需采取降温措施；综上，由于原料的配合，省去了反应过程中温度控制的过程，节约了能源。
[0017]在本专利技术的一些优选的实施方式中，按质量份计，
[0018]所述A料的制备原料包括，
[0019]还原剂1
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0.02～0.04份，
[0020]链转移剂
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0.11～0.14份；
[0021]所述B料的制备原料包括，
[0022]不饱和酸
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2～4份，
[0023]酯改性的二氧化硅
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1～2.5份；
[0024]所述底料的制备原料包括，
[0025]不饱和聚氧乙烯醚
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30～40份；
[0026]还原剂2
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0.09～0.13份；
[0027]氧化剂
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0.2～0.3份。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述还原剂1为E51。
[0029]以其他种类的还原剂作为所述还原剂1，虽也可用于合成所述聚羧酸减水剂，但是由于不能与所述还原剂2和氧化剂形成良好的匹配，因此会延长制备时间。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、次磷酸钠、亚硫酸氢钠和异丙醇中的至少一种。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述链转移剂为巯基乙醇。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，所述不饱和酸为不饱和羧酸。
[0033]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐和衣康酸中的至少一种。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，所述酯改性的二氧化硅，为酯类小分子改性的纳米二氧化硅。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述酯类小分子为丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。
[0036]在本专利技术的一些实施方式中，所述不饱和聚氧乙烯醚，分子量为2000～6000。
[0037]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述不饱和聚氧乙烯醚，分子量为2400～3600。
[0038]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述不饱和聚氧乙烯醚，分子量约为3000。
[0039]在本专利技术的一些实施方式中，所述不饱和聚氧乙烯醚，为乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、异丁烯基聚乙二醇醚和异戊烯基聚乙二醇醚的中的至少一种。
[0040]在本专利技术的一些实施方式中，所述还原剂2为可溶性亚铁盐、二价镍盐和二价钴盐中的至少一种。
[0041]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述还原剂2为可溶性亚铁盐。
[0042]由于所述还原剂2包括可变价金属离子，因此可发生以下反应：所述还原剂2被所述氧化剂氧化，所述氧化剂分解产生氧化性自由基；生成的氧化态的还原剂2又被所述还原剂1还原；该过程循环进行，直至试剂反应完全；反应过程中持续产生氧化性自由基，由于自由基活性较高，可以在低温下维持聚合反应的进行，因此在反应之初，并不需要加热引发聚合反应。
[0043]在本专利技术的一些实施方式中，所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种。
[0044]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚羧酸减水剂，制备原料还包括作为溶剂的水。
[0045]在本专利技术的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于，包括A料、B料和底料；所述A料的制备原料包括，还原剂1和链转移剂；所述B料的制备原料包括，不饱和酸和酯改性的二氧化硅；所述底料的制备原料包括，不饱和聚氧乙烯醚、还原剂2和氧化剂。2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，按质量份计，所述A料的制备原料包括，还原剂1
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0.02～0.04份，链转移剂
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0.11～0.14份；所述B料的制备原料包括，不饱和酸
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2～4份，酯改性的二氧化硅
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1～2.5份；所述底料的制备原料包括，不饱和聚氧乙烯醚
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30～40份；还原剂2
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0.09～0.13份；氧化剂
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0.2～0.3份。3.根据权利要求1或2所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述酯改性的二氧化硅，为酯类小分子改性的纳米二氧化硅；优选的，所述酯类小分子为丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述还原剂1为E51。5.根据权利要求1或2所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述还...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭亮，颜文海，钟康，杨洪，田明，贺任，霍小伟，刘雅卓，幸余彬，
申请(专利权)人：湖南中岩建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：