一种膦酸酯改性聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建材领域，具体而言，涉及一种膦酸酯改性聚羧酸减水剂及其制备方法。所述的聚羧酸减水剂，主要由以下重量份的原料制成：不饱和聚醚类大单体90～120份、膦酸酯单体4～6份、不饱和羧酸类小单体7～10份、引发剂0.7～1.3份、还原剂0.1～0.5份和链转移剂0.4～0.6份；所述膦酸酯单体主要由以下重量份的原料制成：催化剂0.1～0.15份、不饱和酸酐3～5份和双膦酸5～7份。所述的聚羧酸减水剂具有优异的减水性能和保坍性能，适应性强，对黏土具有一定的抵抗性。的抵抗性。

【技术实现步骤摘要】
一种膦酸酯改性聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建材领域，具体而言，涉及一种膦酸酯改性聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的不断发展，住房、桥梁、铁路和公路等建筑行业发展迅速，减水剂作为混凝土外加剂中不可或缺的一部分，需求量在逐渐增大。减水剂的主要功能是混凝土拌合物在坍落度保持不变的情况下，减少拌合过程中的用水量，提高混凝土拌合物的流变性，增加硬化混凝土的强度。
[0003]随着建筑行业的兴起，基建类工程剧增，砂石骨料消耗巨大，优质的砂石资源日益紧缺，采用劣质砂石会面临骨料含泥量大、杂质含量高等问题，而聚羧酸减水剂对砂石中的含泥量十分敏感，随着砂石中含泥量的增大，聚羧酸减水剂在使用时被黏土大量吸附，使得聚羧酸减水剂的分散性和保持性下降，导致混凝土流动性大幅下降。因此，如何有效解决聚羧酸减水剂与水泥、砂石之间日益严重的相容性、适应性问题，研制出一种在高含泥量复杂环境下，同样具有高适应性的聚羧酸减水剂，对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要的意义。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个方面，涉及一种聚羧酸减水剂，主要由以下重量份的原料制成：
[0006]不饱和聚醚类大单体90～120份、膦酸酯单体4～6份、不饱和羧酸类小单体7～10份、引发剂0.7～1.3份、还原剂0.1～0.5份和链转移剂0.4～0.6份；
[0007]所述膦酸酯单体主要由以下重量份的原料制成：
[0008]催化剂0.1～0.15份、不饱和酸酐3～5份和双膦酸5～7份。
[0009]所述的聚羧酸减水剂，具有优异的减水性和保坍性，适应性强，对黏土具有一定的抵抗性。
[0010]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还涉及一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将所述不饱和聚醚类大单体、所述膦酸酯单体、所述不饱和羧酸类小单体、所述引发剂、所述还原剂、所述链转移剂和水混合并进行第一反应；
[0012]所述膦酸酯单体的制备方法包括：将所述催化剂、所述不饱和酸酐和所述双膦酸的混合物于加热条件下进行第二反应。
[0013]所述的聚羧酸减水剂的制备方法简单，易于操作，制备得到的聚羧酸减水剂性能优异，能够适应多种场景。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0015](1)本专利技术提供的聚羧酸减水剂，通过添加不饱和聚醚类大单体、膦酸酯单体和不
饱和羧酸类小单体，使得到的聚羧酸减水剂表现出较好的保坍性能，提高了聚羧酸减水剂对水泥的分散性能，能够延缓水泥水化，对于含黏土较高的砂石材料，能抵抗黏土吸附，提升混凝土的和易性，对于砂石材料具有更加广泛的适应性。
[0016](2)本专利技术制备的膦酸酯单体，在水泥浆的碱性环境中能逐渐水解出双膦酸基团，膦酸基团和水泥表面的Ca
2+
络合，可以延缓水泥水化，表现出较好的保坍性能，且膦酸基比羧酸基团优先吸附在水泥或蒙脱土表面，使得更多的羧基吸附于水泥表面，从而提高了聚羧酸减水剂对水泥的分散性能。
[0017](3)本专利技术提供的聚羧酸减水剂的制备方法，安全可靠，工艺简单，容易操作，绿色无污染，利于工业化生产，制备得到的聚羧酸减水剂性能优异，有利于实际施工的顺利进行，减少水泥的用量，节约成本。
具体实施方式
[0018]下面将结合具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0019]根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及一种聚羧酸减水剂，主要由以下重量份的原料制成：
[0020]不饱和聚醚类大单体90～120份、膦酸酯单体4～6份、不饱和羧酸类小单体7～10份、引发剂0.7～1.3份、还原剂0.1～0.5份和链转移剂0.4～0.6份；
[0021]所述膦酸酯单体主要由以下重量份的原料制成：
[0022]催化剂0.1～0.15份、不饱和酸酐3～5份和双膦酸5～7份。
[0023]其中，按重量份数计，不饱和聚醚类大单体例如可以为，但不限于90份、95份、100份、105份、110份、115份或120份；膦酸酯单体例如可以为，但不限于4份、4.5份、5份、5.5份或6份；不饱和羧酸类小单体例如可以为，但不限于7份、7.5份、8份、8.5份、9份或10份；引发剂例如可以为，但不限于0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份或1.3份；还原剂例如可以为，但不限于0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份；链转移剂例如可以为，但不限于0.4份、0.45份、0.5份、0.55份或0.6份；催化剂例如可以为，但不限于0.1份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份或0.15份；不饱和酸酐例如可以为，但不限于3份、3.5份、4份、4.5份或5份；双膦酸例如可以为，但不限于5份、5.5份、6份、6.5份或7份。
[0024]本专利技术提供的聚羧酸减水剂，通过添加不饱和聚醚类大单体、膦酸酯单体和不饱和羧酸类小单体，使其具有优异的减水性能和保坍性能，适应性强，对黏土具有一定的抵抗性。
[0025]本专利技术中的不饱和酸酐和双膦酸在催化剂的作用下反应得到膦酸酯单体，通过膦酸酯单体对聚羧酸减水剂进行改性，得到的聚羧酸减水剂具有更加优异的减水性能和保坍性能。对于含黏土较高的砂石材料，能抵抗黏土吸附，提升混凝土和易性，对于砂石材料具有更加广泛的适应性。
[0026]优选地，所述不饱和聚醚类大单体包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0027]本专利技术使用的不饱和聚醚类大单体包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)，该类单体具有较高的反应活性，在常温下即可进行反应，制备过程安全可靠，工艺简单，绿色无污染，利于工业化生产。
[0028]优选地，所述双膦酸包括1
‑
羟基
‑2‑
(咪唑
‑1‑
基)
‑
亚乙基
‑
1,1
‑
二磷酸、3
‑
氨基
‑1‑
羟基丙烷
‑
1,1
‑
二膦酸和1
‑
羟基
‑3‑
(甲基正戊胺基)
‑
丙叉
‑
1,1
‑
二膦酸中的至少一种。
[0029]优选地，所述不饱本文档来自技高网...

【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，主要由以下重量份的原料制成：不饱和聚醚类大单体90～120份、膦酸酯单体4～6份、不饱和羧酸类小单体7～10份、引发剂0.7～1.3份、还原剂0.1～0.5份和链转移剂0.4～0.6份；所述膦酸酯单体主要由以下重量份的原料制成：催化剂0.1～0.15份、不饱和酸酐3～5份和双膦酸5～7份。2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和聚醚类大单体包括乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和4
‑
羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种；和/或，所述双膦酸包括1
‑
羟基
‑2‑
(咪唑
‑1‑
基)
‑
亚乙基
‑
1,1
‑
二磷酸、3
‑
氨基
‑1‑
羟基丙烷
‑
1,1
‑
二膦酸和1
‑
羟基
‑3‑
(甲基正戊胺基)
‑
丙叉
‑
1,1
‑
二膦酸中的至少一种；和/或，所述不饱和酸酐包括马来酸酐和衣康酸酐中的至少一种；和/或，所述不饱和羧酸类小单体包括马来酸酐、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述引发剂包括双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾中的至少一种；和/或，所述催化剂包括对甲苯磺酸、乙酸锌和乙酸锰中的至少一种；和/或，所述还原剂包括亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、维生素C和吊白块中的至少一种；和/或，所述链转移剂包括次亚磷酸钠、巯基乙醇、巯基乙酸和巯基丙酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚羧酸减水剂的原料还包括中和剂；优选地，所述中和剂为碱溶液；优选地，所述碱溶液选自氢氧化钾溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾珣，邓妮，陈杰，方世昌，田应兵，
申请(专利权)人：贵州石博士科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：