一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸、四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体、不饱和磷酸单酯功能单体、引发剂、分子量调节剂和水，聚羧酸减水剂成品母液的固含量为49

【技术实现步骤摘要】
一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料添加剂
，具体涉及一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是湿法磷酸工艺中产生的固体废弃物，据不完全统计，我国现今磷石膏堆存总量已超6亿吨，年产生量7500万吨，大量磷石膏仍为堆存处置，不仅占用大量土地，还会引起大气、水系和土壤污染等环境问题。磷石膏的主要成分是二水石膏，其含量一般可达到70～90％，呈酸性，所含的游离水为20％～25％，除此以外，还含少量磷酸、硅、镁、铁、铝、氟化物、有机杂质等有害物质。磷石膏主要有灰黑色和灰白色两种，颗粒直径一般为5～50μm，其堆积密度达1000kg/m3。磷石膏的黏性较强，具有耐高温和耐化学腐蚀的特点，最大的优点就是强度高、韧性好。
[0003]石膏基自流平砂浆又称为自流平石膏、自流平地面找平石膏，是由石膏材料、特填料及各种建筑化学添加剂在工厂精心配制、混合均匀而制得的一种专门用于室内地面找平的干粉砂浆。利用磷石膏替代天然石膏配制石膏基自流平材料可变废为宝，是一条使资源得到综合利用的有效途径，既可充分利用工业副产物中宝贵的石膏资源，又可解决磷石膏对环境的污染问题，具有良好的经济效益和市场开发前景。与天然石膏相比，磷石膏中含有磷、氟、有机物等诸多有害杂质，不同产地的磷石膏的成份、颜色、磷残余量等差异较大。传统的聚羧酸减水剂对磷石膏基自流平浆体分散性差，流动度经时损失大，强度低，适应性差不能满足标准要求，极大地制约了聚羧酸减水剂在磷石膏基自流平材料中的应用。
[0004]综上所述，由于工业副产磷石膏与聚羧酸减水剂的适应性问题导致磷石膏自流平砂浆初始流动度偏小，30min流动度损失过大，24h和28d绝干抗折抗压强度低不能满足标准要求，因此迫切需要开发一种适应性好的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，对推动磷石膏的产业化、绿色化、高效化利用具有重大现实意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂及其制备方法，该聚羧酸减水剂旨在解决现有的减水剂与磷石膏材料适应性差而导致石膏自流平砂浆初始流动度偏小，30min流动度损失过大，24h和28d绝干抗折抗压强度低不能满足标准要求。该聚羧酸减水剂对磷石膏体系的分散效果更为显著、保塑性更好，强度更高，弥补了现有聚羧酸减水剂对磷石膏分散效果不明显,塑化效果不佳，强度低，适应性差等问题，同时本专利技术的聚羧酸减水剂属于纯绿色外加剂，生产设备和工艺简单、反应条件温和，对推动磷石膏的产业化、绿色化、高效化利用具有重大意义。
[0006]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸、四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体、不饱和磷酸单酯功能单体、引发剂、分子量
调节剂和水，不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸、四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体、不饱和磷酸单酯功能单体、引发剂和分子量调节剂的质量比为340～370:20～35:5～10:3～8:2.5～5:1.0～3.5，聚羧酸减水剂成品母液的固含量为49
‑
51％，pH值为10.0～13.0。
[0008]进一步地，四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体采用如下方法制备：将四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚溶解于有机溶剂中，于搅拌条件下升温至70
‑
120℃，然后向其中加入催化剂，保温进行酰化反应5
‑
8h，反应结束后去除有机溶剂，制得。
[0009]进一步地，四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚的摩尔比为1.0～1.1:1；催化剂为无水三氯化铝、三氟乙酸、4
‑
二甲氨基吡啶、苯磺酸、甲磺酸、氨基磺酸和对甲苯磺酸中的一种或两种，催化剂的用量为四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚总质量的2.0％～5.0％；有机溶剂为乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、甲苯和丙酮中的至少一种，有机溶剂用量占物料总质量百分比为5～25％。
[0010]进一步地，端氨基聚醚为以氨基或胺基封端的聚醚二胺类化合物，端氨基聚醚分子量为100～1000。
[0011]进一步地，端氨基聚醚包括三乙二醇二胺、三丙二醇二胺、聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺、聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚醚二胺和聚四甲撑醚二胺中的至少一种。
[0012]进一步地，不饱和磷酸单酯功能单体采用如下方法制备：将N
‑
羟烷基丙烯酰胺和多聚磷酸混合后升温至50
‑
70℃进行磷化反应4
‑
6h，然后向其中加水并升温至60
‑
80℃进行水解反应1.5
‑
3h，制得。
[0013]进一步地，N
‑
羟烷基丙烯酰胺和多聚磷酸的摩尔比为1:1.0～1.1；N
‑
羟烷基丙烯酰胺包括N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺、N
‑
(3
‑
羟丙基)丙烯酰胺、N
‑
(4
‑
羟丁基)丙烯酰胺、N
‑
羟甲基甲基丙烯酰胺、N
‑
(2
‑
羟乙基)甲基丙烯酰胺和N
‑
(2
‑
羟丙基)甲基丙烯酰胺中的一种；多聚磷酸包括三聚磷酸、四聚磷酸、五聚磷酸、六聚磷酸中的至少一种，工业级含量为105％～118％(以磷酸质量分数计)。
[0014]进一步地，多聚磷酸为工业级含量为115％的四聚磷酸(以磷酸质量分数计)。
[0015]进一步地，不饱和聚醚大单体为乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚和/或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚，不饱和聚醚大单体的分子量为3000～5000；所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3
‑
二甲基丙烯酸、乙烯基乙酸、4
‑
戊烯酸和富马酸中的至少一种；分子量调节剂为水溶性链转移剂，包括亚磷酸、次磷酸、次磷酸钠、次磷酸钾、巯基乙醇、硫代甘油、巯基乙酸、2
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸、硫代苹果酸、巯基乙酸辛酯、3
‑
巯基丙酸辛酯和2
‑
巯基乙磺酸中的至少一种，分子量调节剂的用量为不饱和聚醚大单体质量的0.3～0.8％。
[0016]进一步地，引发剂包括过氧化氢—甲醛合次硫酸氢钠—七水合硫酸亚铁组合物、过氧化氢—抗坏血酸—焦磷酸亚铁组合物、过氧化氢—2
‑
羟基
‑2‑
亚磺酸基乙酸
‑
二钠盐—硫酸亚锡组合物、过硫酸铵—甲醛合次硫酸氢钠—硫酸氧钛组合物、叔丁基过氧化氢—抗坏血酸—七水合硫酸亚铁组合物、叔丁基过氧化氢—2
‑
羟基...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，包括不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸、四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体、不饱和磷酸单酯功能单体、引发剂、分子量调节剂和水，所述不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸、四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体、不饱和磷酸单酯功能单体、引发剂和分子量调节剂的质量比为340～370:20～35:5～10:3～8:2.5～5:1.0～3.5，聚羧酸减水剂成品母液的固含量为49
‑
51％，pH值为10.0～13.0。2.如权利要求1所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述四氢化邻苯二甲酸酐酰化端氨基聚醚单体采用如下方法制备：将四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚溶解于有机溶剂中，于搅拌条件下升温至70
‑
120℃，然后向其中加入催化剂，保温进行酰化反应5
‑
8h，反应结束后去除有机溶剂，制得。3.如权利要求2所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚的摩尔比为1.0～1.1:1；所述催化剂为无水三氯化铝、三氟乙酸、4
‑
二甲氨基吡啶、苯磺酸、甲磺酸、氨基磺酸和对甲苯磺酸中的一种或两种，所述催化剂的用量为四氢化邻苯二甲酸酐和端氨基聚醚总质量的2.0％～5.0％；所述有机溶剂为乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、甲苯和丙酮中的至少一种，所述有机溶剂用量占物料总质量百分比为5～25％。4.如权利要求2或3所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述端氨基聚醚为以氨基或胺基封端的聚醚二胺类化合物，所述端氨基聚醚分子量为100～1000。5.如权利要求2或3所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述端氨基聚醚包括三乙二醇二胺、三丙二醇二胺、聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺、聚氧乙烯
‑
聚氧丙烯共聚醚二胺和聚四甲撑醚二胺中的至少一种。6.如权利要求1所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和磷酸单酯功能单体采用如下方法制备：将N
‑
羟烷基丙烯酰胺和多聚磷酸混合后升温至50
‑
70℃进行磷化反应4
‑
6h，然后向其中加水并升温至60
‑
80℃进行水解反应1.5
‑
3h，制得。7.如权利要求6所述的磷石膏专用高分散保塑型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述N
‑
羟烷基丙烯酰胺和多聚磷酸的摩尔比为1:1.0～1.1；所述N
‑
羟烷基丙烯酰胺包括N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：万甜明，何年，梁青松，杨志飞，舒学军，
申请(专利权)人：四川同舟化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：