一种流变剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种流变剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的流变剂的制备方法，以不饱和聚醚型磷酸酯类单体为原料，将其通过改性形成类碱式磷酸盐封端结构，然后采用该改性单体与酰胺类化合物、丙烯酸、聚酯类单体合成出流变剂。通过该方法制备得到的流变剂能优先吸附在水泥颗粒表面上，同时有效降低水泥颗粒的Zeta电位，阻碍流变剂在水泥颗粒上的进一步吸附，从而改善流变剂的粘土耐受性，同时，类碱式磷酸盐结构又使其具有抗菌防霉功效。最后在合成流变剂时，用酰胺类化合物以一定比例取代行业内合成工艺中常用的丙烯酸小单体，可在流变剂应用时加快混凝土体系中早期水化反应的速度，进而赋予了流变剂早强性能。了流变剂早强性能。

【技术实现步骤摘要】
一种流变剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能高分子材料
，具体涉及一种流变剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚羧酸流变剂由于其在使用时具有掺量低、减水率高、适应性好、生产过程绿色环保等特点，成为混凝土材料不可或缺的化学外加剂之一，同时又因其分子结构可设计性较强，也得到了高性能混凝土材料研究工作者的广泛关注。
[0003]近年来随着国家住宅产业化相关政策的调整，绿色发展概念逐步提出，可持续发展战略日渐深入，混凝土行业的应用也逐渐由预拌混凝土转向以混凝土预制构件为代表的建筑工业化方向。混凝土预制构件相比于预拌混凝土除了要求混凝土具有良好的工作性外，还需具有较好的早强性能。通常提高预制构件早强性能的方法包括提高水泥掺量、使用更高等级水泥、适量降低水胶比等方法，但上述几种方法实际应用效果并不理想的，或多或少会对混凝土中后期体积稳定性、耐久性产生不良的影响，经济适用性也较差。
[0004]同时在当下，无论是研发试验，还是生产应用中人们发现聚羧酸流变剂使用时会不同程度的受到混凝土预制构件体系中骨料所引入的粘土的影响(包括体系粘度、流动性和强度等方面)，进而降低整体工作性能。另外，为了满足不同工况需求，混凝土预制构件生产过程中会添加一定比例的功能成分，其中不乏一些有机质，这些有机质为霉菌等微生物繁殖提供了必要的营养基质，特别是在夏季高温潮湿环境下生产、运输与使用时构件上微生物迅速繁殖，导致构件发臭、胀气甚至开裂，这不仅会降低材料使用性能，而且为产品使用带来安全隐患。
[0005]综上，开发一种具有早强、抗粘、抗菌防霉性能的流变剂，将更能符合混凝土预制构件材料相关行业的发展需要。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的流变剂没有抗菌防霉性能，且早强、抗粘性能有待进一步提高等缺陷，从而提供一种流变剂及其制备方法和应用。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种流变剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1，将不饱和聚醚型磷酸酯类单体与过饱和度调节剂，氨水混合，在保护气氛下，加入含有钙离子缓释剂的酸性钙盐溶液，水热反应，脱水，得到改性单体；
[0010]S2，将所得改性单体，酰胺类化合物，丙烯酸类化合物与水混合，得到物料A；
[0011]S3，将甲醛次硫酸钠、巯基丙酸溶于水中，得到物料B；
[0012]S4，将聚酯类单体与水混合，加入催化剂，滴加物料A和物料B，反应，调节pH，得到所述流变剂。
[0013]可选的，所述不饱和聚醚型磷酸酯类单体由不饱和聚醚通过磷酸封端获得；
[0014]和/或，所述不饱和聚醚型磷酸酯类的制备包括以下步骤：将不饱和聚醚与磷酸混合，在60
‑
70℃下反应3
‑
5h，反应过程中分次加入五氧化二磷；
[0015]和/或，所述不饱和聚醚为(甲基)烯丙基聚乙二醇醚、异丁烯基聚乙二醇醚、异戊烯基聚乙二醇醚、羟乙基乙烯基聚乙二醇醚、4
‑
羟丁基乙烯基聚乙二醇醚中的一种或多种；
[0016]和/或，所述催化剂为过硫酸铵或双氧水；
[0017]和/或，所述不饱和聚醚的数均分子量为400
‑
600；
[0018]和/或，磷酸的用量占不饱和聚醚质量的8
‑
12％；
[0019]和/或，磷酸的质量浓度为85％以上；
[0020]和/或，五氧化二磷的用量占不饱和聚醚质量的10
‑
15％；
[0021]和/或，反应过程中五氧化二磷分3
‑
6次加入。
[0022]可选的，步骤S1中水热反应温度为160
‑
180℃，反应时间为20
‑
24h；
[0023]和/或，不饱和聚醚型磷酸酯类单体，氨水与钙盐的摩尔比为3：3.5～4.5：5～7；
[0024]其中，不饱和聚醚性磷酸酯类单体的摩尔数以其平均分子量进行计算得到。
[0025]和/或，所述过饱和度调节剂的用量占不饱和聚醚型磷酸酯类单体质量的2
‰‑6‰
；
[0026]和/或，所述钙离子缓释剂的用量占不饱和聚醚型磷酸酯类单体质量的4
‰‑
10
‰
；
[0027]和/或，所述过饱和度调节剂为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺中的一种或多种；
[0028]和/或，所述钙离子缓释剂为枸橼酸钠、枸橼酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种；
[0029]和/或，所述丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。
[0030]可选的，所述酰胺类化合物：改性单体：聚酯类单体：丙烯酸类单体的摩尔比为1.9
‑
2.1:2.9
‑
3.1:3.9
‑
4.1:3.9
‑
4.1；优选为2:3:4:4；
[0031]和/或，甲醛次硫酸钠用量为聚酯类单体质量的0.1％～0.2％；
[0032]和/或，巯基丙酸用量为聚酯类单体质量的0.25％～0.5％；
[0033]和/或，过硫酸铵用量为聚酯类单体质量的1.5％～3.0％。
[0034]可选的，步骤S4中滴加物料A和物料B的时间为2
‑
4h；
[0035]和/或，步骤S4中的反应温度为40
‑
60℃，滴加物料A和物料B与反应的时间合计为3
‑
6h；
[0036]控制物料A在物料B之前滴加完毕。
[0037]和/或，步骤S4中调节pH至6.5
‑
7。
[0038]可选的，所述酰胺类化合物为羟乙基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丁烯酰胺中的一种或多种；
[0039]和/或，所述聚酯类单体为甲氧基聚乙二醇异丁烯酸酯、甲氧基聚乙二醇异戊烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中的一种或多种；
[0040]和/或，所述聚酯类单体的数均分子量为3500
‑
5000。
[0041]可选的，步骤S1中脱水温度为80
‑
100℃，脱水时间为30
‑
60min；
[0042]所述含有钙离子缓释剂的酸性钙盐溶液由钙离子缓释剂和钙盐溶解于硝酸中得到。
[0043]可选的，步骤S2
‑
S4中对水的用量没有特殊要求，水的作用主要是将原料溶解或分
散，使最终使产物固含量满足要求即可。
[0044]本专利技术还提供一种上述的制备方法制备得到的流变剂。
[0045]可选的，所述流变剂的固含量为45
‑
55％。
[0046]本专利技术还提供一种上述的流变剂在混凝土或混凝土预制构件中的应用。。
[0047]典型非限定性的，本专利技术提供的流变剂可以包括如下步骤：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流变剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将不饱和聚醚型磷酸酯类单体与过饱和度调节剂，氨水混合，在保护气氛下，加入含有钙离子缓释剂的酸性钙盐溶液，水热反应，脱水，得到改性单体；S2，将所得改性单体，酰胺类化合物，丙烯酸类化合物与水混合，得到物料A；S3，将甲醛次硫酸钠、巯基丙酸溶于水中，得到物料B；S4，将聚酯类单体与水混合，加入催化剂，滴加物料A和物料B，反应，调节pH，得到所述流变剂。2.根据权利要求1所述的流变剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和聚醚型磷酸酯类单体由不饱和聚醚通过磷酸封端获得；可选地，所述不饱和聚醚型磷酸酯类的制备包括以下步骤：将不饱和聚醚与磷酸混合，在60
‑
70℃下反应3
‑
5h，反应过程中分次加入五氧化二磷；可选地，所述不饱和聚醚为(甲基)烯丙基聚乙二醇醚、异丁烯基聚乙二醇醚、异戊烯基聚乙二醇醚、羟乙基乙烯基聚乙二醇醚、4
‑
羟丁基乙烯基聚乙二醇醚中的一种或多种；可选地，所述不饱和聚醚的数均分子量为400
‑
600；和/或，所述催化剂为过硫酸铵或双氧水；和/或，磷酸的用量占不饱和聚醚质量的8
‑
12％；和/或，磷酸的质量浓度为85％以上；和/或，五氧化二磷的用量占不饱和聚醚质量的10
‑
15％；和/或，反应过程中五氧化二磷分3
‑
6次加入。3.根据权利要求1所述的流变剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中水热反应温度为160
‑
180℃，反应时间为20
‑
24h；和/或，不饱和聚醚型磷酸酯类单体，氨水与钙盐的摩尔比为3：3.5～4.5：5～7；和/或，所述过饱和度调节剂的用量占不饱和聚醚型磷酸酯类单体质量的2
‰‑6‰
；和/或，所述钙离子缓释剂的用量占不饱和聚醚型磷酸酯类单体质量的4
‰‑
10
‰
；和/或，所述过饱和度调节剂为甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺、丁酰胺中的一种或多种；和/或，所述钙离子缓释剂为枸橼酸钠、枸橼酸钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或多种；和/或，所述含有钙离子缓释剂的酸性钙盐溶液由钙离子缓释剂，酸液，钙盐混...

【专利技术属性】
技术研发人员：马彩凤，刘毅，张萌萌，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学抚顺新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：