一种絮凝剂双向调节助剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种絮凝剂双向调节助剂及其制备方法和应用，涉及混凝土和混凝土外加剂技术领域。该助剂包括：羧基单体2

【技术实现步骤摘要】
一种絮凝剂双向调节助剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及混凝土和混凝土外加剂
，特别是涉及一种絮凝剂双向调节助剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]絮凝剂可以大幅提升固液分离的效率，已经大规模用于湿法制砂领域。随着清洁生产和环保要求的提高，制砂厂的排污门槛逐渐提高，所以越来越多的制砂厂倾向于洗砂水的循环利用，而在循环利用废水的过程中，必须使用絮凝剂对废水进行降沉，才能继续用循环水进行洗砂，在不断的循环过程中，循环水中的絮凝剂逐渐富集，残留在砂子中的絮凝剂亦不断增加，直至换一批新的废水才能是残留于砂子中的絮凝剂降低，因此送往混凝土搅拌站的砂子中的絮凝剂含量波动较大。
[0003]当絮凝剂含量波动较大的砂子使用于混凝土中，会导致混凝土的状态急剧变化，混凝土在无流动性和离析两种极端状态间变化，搅拌站的品控人员需要不断地调整外加剂的掺量或用水量，极大地影响了混凝土的生产效率、工作性能和硬化混凝土性能。而现有技术中的抗絮凝剂和抗离析剂只能分别解决絮凝剂偏高或絮凝剂偏低时的问题，且应用时需要根据先观察一批混凝土情况才能决定是否使用，存在一定的滞后性，所以，迫切需要开发一种絮凝剂双向调节助剂。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种絮凝剂双向调节助剂，该助剂能够解决砂中絮凝剂含量波动引发的混凝土问题，且改善混凝土拌合物的和易性，保证混凝土拌合物的施工性能。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供一种絮凝剂双向调节助剂，该助剂包括以下重量份比的原料：
[0006][0007]本专利技术人在研究过程中发现，当砂中絮凝剂含量偏高时，混凝土无流动性，大幅提高外加剂用量虽可提升混凝土流动性，但成本较高；现有技术中也有人通过加入低聚合度聚合物抗絮凝剂进行处理，但该类型抗絮凝主要针对阴离子抗离析剂，应用范围有限，且可
能需要事先判断砂中絮凝剂是否超标，存在一定的滞后性。当砂中絮凝剂含量偏低时，如果外加剂的掺量没能及时下调，容易引起混凝土中外加剂过掺，产生离析、泌水等现象。而处理混凝土离析问题，常规的方法有两种：1)使用萘系等高效减水剂，但萘系与聚羧酸减水剂相容性差，混凝土可能会出现凝结时间和强度异常等不良现象；2)使用天然或合成的抗离析剂，存在分散不均匀和影响混凝土强度的风险。
[0008]因此，本专利技术人通过上述重量份比的原料配制得到絮凝剂双向调节助剂，该助剂由不饱和羧酸、羟基和季铵盐等基团，赋予聚羧酸分子羧酸、羟基和胺基等多元吸附基团，为两性型高分子，当混凝土中存在较高含量的絮凝剂时，助剂中多元的吸附基团可优先与絮凝剂发生作用，大幅减弱絮凝剂对外加剂减水和保坍性能的影响，且能适用于不同类型的絮凝剂，因此，该助剂的抗絮凝剂性能优异，可缓解絮凝剂偏高时造成的掺量高和保坍性能差等问题。同时，该助剂由羧基单体、羟基单体、胺基单体和阳离子单体，赋予羧基、羟基、氨基和阳离子基团等极性基团，这些极性基团均易溶于水，使助剂还有丰富的亲水基团，具有良好的保水性能，因此，该助剂的抗离析效果明显，当砂中絮凝剂的含量突然偏低时，该助剂可以消除絮凝剂波动时引起的混凝土泌水、抓底、外加剂过掺和离析等不良现象，显著改善混凝土粘聚性和包裹性，保证混凝土施工性能。
[0009]除此之外，本专利技术人还加入了特定重量份比的氧化剂、还原剂，构建成氧化还原体系；其中，氧化剂和还原剂的用量过多则会造成该絮凝剂双向调节助剂的分子量偏小，用量过少则会导致引发效率不够，单体聚合的转化率低。同时，分子量调节剂的用量过多会导致该絮凝剂双向调节助剂的分子量偏小，分子量调节助剂的用量过少会导致该絮凝剂双向调节助剂的分子量偏大；分子结构改性剂的用量过多，会导致絮凝剂双向调节助剂的分子交联程度较大，甚至出现固体凝胶；分子结构改性剂的用量过少，无法构建微交联结构且分子量会偏小。
[0010]在其中一个实施例中，所述羧基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸，甲基丙烯酸，富马酸，或马来酸；
[0011]所述羟基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，2
‑
(2
‑
羟基乙氧基)乙基丙烯酸酯，或3
‑
烯丙氧基
‑
1,2
‑
丙二醇；
[0012]所述胺基单体包括以下原料中的至少1种：N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，N,N
‑
二乙基丙烯酰胺，或N
‑
叔丁基丙烯酰胺；
[0013]所述阳离子单体包括以下原料中的至少1种：甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵，3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯，二甲基二烯丙基氯化铵，或十八烷基二甲基烯丙基氯化铵。
[0014]上述原料能够提供羧基、羟基、胺基和阳离子基团，这些基团都是极性、易溶于水的基团，又称为亲水基团，其中羧基能与阳离子型絮凝剂相互反应，沉淀分离出阳离子型絮凝剂，而阳离子基团可与阴离子型絮凝剂相互反应，沉淀分离出阴离子型絮凝剂。
[0015]在其中一个实施例中，所述羧基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸，或甲基丙烯酸；
[0016]所述羟基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，或3
‑
烯丙氧基
‑
1,2
‑
丙二醇；
[0017]所述胺基单体包括以下原料中的至少1种：N,N二甲基丙烯酰胺，N,N
‑
二乙基丙烯酰胺，或N
‑
叔丁基丙烯酰胺；
[0018]所述阳离子单体包括以下原料中的至少1种：甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵，3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯，或二甲基二烯丙基氯化铵。
[0019]在其中一个实施例中，所述分子结构改性剂包括以下原料中的至少1种：N，N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺，1,3
‑
二乙烯基四甲基二硅氧烷，N,N
′‑
乙烯基双丙烯酰胺，N,N
′‑
(1,2
‑
二羟乙烯)二丙烯酰胺，三羟甲基丙烷三(3
‑
巯基丙酸酯)，四(3
‑
巯基丙酸)季戊四醇酯，或六(3
‑
巯基丙酸)二季戊四醇酯；
[0020]所述分子量调节剂包括以下原料中的至少1种：巯基乙酸，巯基乙醇，正十二硫醇，十六硫醇，或次亚磷酸钠。
[0021]上述原料作为分子结构改性剂，因其具有交联型的结构存在，为助剂提供交联基团，故使助剂具有锁水的效果，有利于抗离析。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种絮凝剂双向调节助剂，其特征在于，该助剂包括以下重量份比的原料：2.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于，所述羧基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸，甲基丙烯酸，富马酸，或马来酸；所述羟基单体包括以下原料中的至少1种：丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，2
‑
(2
‑
羟基乙氧基)乙基丙烯酸酯，或3
‑
烯丙氧基
‑
1,2
‑
丙二醇；所述胺基单体包括以下原料中的至少1种：N,N
‑
二甲基丙烯酰胺，N,N
‑
二乙基丙烯酰胺，或N
‑
叔丁基丙烯酰胺；所述阳离子单体包括以下原料中的至少1种：甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，[2
‑
(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基
‑
(3
‑
磺酸丙基)氢氧化铵，3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯，二甲基二烯丙基氯化铵，或十八烷基二甲基烯丙基氯化铵。3.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于，所述分子结构改性剂包括以下原料中的至少1种：N，N
′‑
亚甲基双丙烯酰胺，1,3
‑
二乙烯基四甲基二硅氧烷，N,N
′‑
乙烯基双丙烯酰胺，N,N
′‑
(1,2
‑
二羟乙烯)二丙烯酰胺，三羟甲基丙烷三(3
‑
巯基丙酸酯)，四(3
‑
巯基丙酸)季戊四醇酯，或六(3
‑
巯基丙酸)二季戊四醇酯；所述分子量调节剂包括以下原料中的至少1种：巯基乙酸，巯基乙醇，正十二硫醇，十六硫醇，或次亚磷酸钠。4.根据权利要求1所述的助剂，其特征在于，所述氧化剂包括以下原料中的至少1种：过氧化氢，过硫酸铵，或过硫酸钠和过硫酸钾；所述还原剂包括以下原料中的至少1种：L
‑
抗坏血酸，七水硫酸亚铁，或硫代硫酸钠。5.权利要求1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄福仁，胡家兵，张金龙，邵强，钟开红，黄文辉，
申请(专利权)人：广州市建筑科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：