一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂及其制备方法，属于建筑材料混凝土外加剂领域，所述制备方法将不饱和酸、保坍功能单体

【技术实现步骤摘要】
一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂
，具体涉及一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]自20世纪80年代问世以来，聚羧酸系减水剂凭借其减水率高、产量低、增强、和易性好、绿色环保等优异的性能得到了长足的发展。但随着现代工程中对混凝土性能要求的提高，单纯的高减水率已经无法满足工程对聚羧酸系减水剂性能的要求。目前在商品混凝土的应用过程中，面临最普遍最主要的问题之一即为混凝土坍落度损失问题，现代工程中普遍使用预拌混凝土，预拌混凝土的搅拌站与施工地点往往相距较远，加之大体积混凝土、超长混凝土结构以及超高层建筑施工时混凝土的泵送时间长、需要保持流动性的时间也比较长，这就要求混凝土在经过较长时间的运输后仍然具有一定的坍落度来满足现场泵送施工的要求。混凝土在泵送过程中，特别是在炎热的夏季，坍落度损失快的问题更加突出，坍落度损失过快会导致无法卸料、泵压太高甚至堵泵的危害，造成原材料料浪费、影响混凝土质量、影响工期的后果。因此在合理控制生产成本的前提下，研发制备一种高保坍型的聚羧酸系高性能减水剂非常有必要。
[0003]中国专利CN111440273 A公开了一种高效保坍剂及其制备方法，所述高效保坍剂包括如下各组分：单体A为异戊烯基聚乙二醇醚、羟丁基乙烯基聚乙二醇醚、乙氧基乙烯基聚乙二醇醚中的任一种或几种混合，单体B为丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸酐中的任一种或两种混合，单体C为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰氧磷酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的任一种或几种混合，单体D为二丙烯酰胺二甲基丙磺酸或丙烯酰胺，复合分子调节剂为巯基乙醇。这些组分经搅拌反应制得产品。本专利技术提供的高效保坍剂保坍性能好、性能波动较小，适应性优，可有效满足各地区混凝土的保坍要求。但是该保坍剂的保坍效果有限，混凝土从第3h开始坍落度损失较大。
[0004]中国专利CN107337769B公开了一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，该方法包括以下步骤：常温下将不饱和聚氧乙烯醚大单体与水混合形成其水溶液：向不饱和聚氧乙烯醚大单体水溶液加入氧化剂，再同时滴加溶液A和溶液B，滴加用时2.5h
‑
3h，结束后保持2h
‑
3h，再用碱液调节pH为7
‑
8，所得产物即为保坍型聚羧酸减水剂，溶液A为第一类共聚小单体的水溶液，B溶液为第二类共聚小单体、还原剂及活性助剂的水溶液；第一类共聚小单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯以及丙烯酸羟丙酯中的至少一种；第二类共聚小单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯以及丙烯酸羟丙酯中的一种或两种；本专利技术的聚羧酸减水剂的保坍性能较好。但是该保坍型聚羧酸减水剂需与其它高减水型聚羧酸外加剂复配使用，并且混凝土从第2小时开始坍落度和扩展度逐渐损失，保坍性能有限。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂的制备方法，将不饱和酸、保坍功能单体
①
和保坍功能单体
②
按顺序依次滴加，可以避免不饱和酸、保坍功能单体
①
和保坍功能单体
②
之间的相互影响，从而提高单体转化率，另一方面使聚羧酸分子结构的单元结构按照顺序排列，更符合设计的分子结构。将本专利技术制备方法制备的聚羧酸减水剂加入到混凝土中，能使混凝土保持坍落度4.5h不损失。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
[0007]一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S1.将100重量份不饱和聚醚大单体溶于去离子水中，得到溶液A；将5～7重量份不饱和酸溶于去离子水中，得到溶液B；将3～5重量份保坍功能单体
①
溶于去离子水中，得到溶液C；将4～8重量份保坍功能单体
②
溶于去离子水中，得到溶液D；将0.5～0.8重量份还原剂和0.8～1.5重量份链转移剂溶于去离子水中，得到溶液E；
[0009]S2.在所述溶液A中加入1.2～1.7重量份氧化剂，搅拌；然后按顺序依次滴加所述溶液B、溶液C和溶液D，在滴加所述溶液B、溶液C和溶液D的同时滴加所述溶液E；待溶液E滴加结束后进行保温反应，然后加水稀释至含固量为40％，得到纳米型超长保坍聚羧酸减水剂；
[0010]所述保坍功能单体
①
为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯基酒石酸单酯、封端酰胺磷酸酯中的至少一种，所述保坍功能单体
②
为丙烯酸羟丙酯；所述还原剂为vc和巯基乙醇复配；所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸中的至少一种；所述氧化剂为30％双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。
[0011]本专利技术中不饱和酸的作用是提供羧基基团，与混凝土中的水泥颗粒发生吸附作用，从而提高纳米型超长保坍聚羧酸减水剂在水泥中的分散性能。保坍功能单体
①
和保坍功能单体
②
均带有酯基，酯基在碱性条件下水解生成羧基，补充混凝土中被消耗的羧基，继续发生吸附作用，从而达到保坍作用。此外，保坍功能单体
①
和保坍功能单体
②
酯基的释放速率一快一慢，持续不断的补充羧基，从而达到延长保坍时长的作用。将溶液B、溶液C和溶液D依次分别滴加的目的是避免不饱和酸、保坍功能单体
①
和保坍功能单体
②
相互影响彼此的共聚率，从而降低单体转化率；在合成过程中，将不同活性的功能单体同时滴加会降低活性低的单体的接枝率。按照溶液B、溶液C和溶液D的顺序滴加的目的是为了使聚羧酸分子结构的单元结构按照顺序排列，更符合设计的分子结构。引入保坍功能单体
②
一方面是因为其在水中的水解速率慢，开始释放羧基的时间相比于保坍功能单体
①
的时间慢，释放速率快的保坍功能单体
①
与释放速率慢的保坍功能单体
②
相互配合，从而延长保坍时长；另一方面是因为其结构会影响聚羧酸减水剂的HLB值，改变聚羧酸减水剂在水中的自组装行为，形成纳米型的聚羧酸减水剂；而纳米型聚羧酸减水剂的形态又能够对酯基起到保护作用，从而延缓酯基的水解速率。
[0012]优选的，所述步骤S1中，所述A溶液中不饱和聚醚大单体的质量分数为40～60％；所述溶液B中不饱和酸的质量分数为25～35％；所述溶液C中保坍功能单体
①
的质量分数为70～80％；所述溶液D中保坍功能单体
②
的质量分数为40～60％；所述溶液E中还原剂的质量分数为0.8～1.5％，链转移剂的质量分数为2～5％。
[0013]优选的，所述步骤S2中，所述溶液B的滴加时间为0.5～1.5h，所述溶液C的滴加时
间为0.5～1.0h，所述溶液D的滴加时间为0.5～1.0h，所述溶液E的滴加时间为3.0～4.5h。
[0014]优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米型超长保坍聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将100重量份不饱和聚醚大单体溶于去离子水中，得到溶液A；将5～7重量份不饱和酸溶于去离子水中，得到溶液B；将3～5重量份保坍功能单体
①
溶于去离子水中，得到溶液C；将4～8重量份保坍功能单体
②
溶于去离子水中，得到溶液D；将0.5～0.8重量份还原剂和0.8～1.5重量份链转移剂溶于去离子水中，得到溶液E；S2.在所述溶液A中加入1.2～1.7重量份氧化剂，搅拌；然后按顺序依次滴加所述溶液B、溶液C和溶液D，在滴加所述溶液B、溶液C和溶液D的同时滴加所述溶液E；待溶液E滴加结束后进行保温反应，然后加水稀释至含固量为40％，得到纳米型超长保坍聚羧酸减水剂；所述保坍功能单体
①
为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯基酒石酸单酯、封端酰胺磷酸酯中的至少一种，所述保坍功能单体
②
为丙烯酸羟丙酯；所述还原剂为vc和巯基乙醇复配；所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸中的至少一种；所述氧化剂为30％双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠中的至少一种。2.根据权利要求1所述的纳米型超长保坍聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述A溶液中不饱和聚醚大单体的质量分数为40～60％；所述溶液B中不饱和酸的质量分数为25～35％；所述溶液C中保坍功能单体
①
的质量分数为70～80％；所述溶液D中保坍功能单体
②
的质量分数为40～60％；所述溶液E中还原剂的质量分数为0.8～1.5％。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘阳，汪源，汪苏平，胡志豪，李正平，
申请(专利权)人：武汉三源特种建材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：