一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法，以重量份数计，包括以下原料：超支化缓凝型聚羧酸化合物150

【技术实现步骤摘要】
一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及外加剂领域，特别涉及一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]缓凝剂主要通过延缓水泥水化速率、调节水泥浆的稠化时间来控制水泥浆在施工过程中的可泵送时间，是一种必不可少的水泥外加剂。通常，受极端天气的影响，如冬季太冷或夏季太热，在水泥浆水化过程中，往往会因为温度差而导致水泥产生裂缝。因此，通过在大体积水泥混凝土施工中掺入缓凝剂，可以避免水泥混凝土产生裂缝。
[0003]目前，缓凝剂可分为两大类，即无机盐类缓凝剂和有机物缓凝剂。其中无机盐类缓凝剂主要包括：磷酸盐、石膏等；有机物缓凝剂主要包括：羟基羧酸、氨基羧酸、糖类及碳水化合物等。
[0004]尽管两种缓凝剂都具备一定的缓凝效果，但是在实际工程应用中均存在各种各样的问题，例如：多羧酸类聚合物缓凝剂普遍存在耐温性能不好、异常胶凝及水泥浆综合性能欠佳等问题；有些无机盐类缓凝剂与减水剂复配使用时会对减水剂的结构产生巨大影响，甚至会使得减水剂失去其减水功能，大大影响了混凝剂的应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术，本专利技术开发了一种复合缓凝型聚羧酸减水剂及其制备方法，其制备得到的复合缓凝型聚羧酸减水剂具有良好的缓凝效果。
[0006]基于此，本专利技术提供了一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，以重量份数计，包括以下原料：超支化缓凝型聚羧酸化合物150
‑
200份、SiO215
‑
20份、硅烷偶联改性剂6
‑
8份、水15
‑
20份；
[0007]所述超支化缓凝型聚羧酸化合物，以重量份数计，包括以下原料：聚醚大单体150
‑
180份、磺酸基功能单体10
‑
15份、不饱和酸和/或不饱和酸酐18
‑
22份、多羟基不饱和糖类化合物25
‑
30份、引发剂2.5
‑
3.5份、链转移剂0.8
‑
1.4份、还原剂2.5
‑
3.0份、中和剂10
‑
12份、水180
‑
220份。
[0008]进一步地，所述聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚中的至少一种；所述聚醚大单体的分子量为4000
‑
6000。
[0009]进一步地，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种；所述不饱和酸酐为顺丁烯二酸酐、衣康酸酐中的至少一种。
[0010]进一步地，所述磺酸基功能单体为2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种。
[0011]进一步地，所述多羟基不饱和糖类化合物为N
‑
乙酰氨基葡萄糖、D
‑
氨基葡萄糖、2
‑
叠氮
‑2‑
脱氧
‑
D
‑
葡萄糖、壳三糖、壳五糖、壳六糖中的至少一种。
[0012]进一步地，所述还原剂为甲醛次硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、2
‑
羟基
‑2‑
亚磺酸基乙酸钠中的至少一种；
[0013]所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸异辛酯中的至少一种；
[0014]所述引发剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种；
[0015]所述中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、氧化钾、氧化钙中的至少一种。
[0016]进一步地，所述超支化缓凝型聚羧酸化合物，包括以下步骤；
[0017]S1、将聚醚大单体、不饱和酸和/或不饱和酸酐、引发剂、多羟基不饱和糖类化合物和第一部分水混匀后，加入到反应装置中，加热至55℃
‑
65℃，搅拌形成单体混合溶液；
[0018]S2、将链转移剂与第二部分水混合后加到第一自动滴加装置中，调整滴加时间为180min
‑
210min；
[0019]S3、将磺酸基功能单体、不饱和酸和/或不饱和酸酐与第三部分水混合后加到第二自动滴加装置中，调整滴加时间为150min
‑
180min；
[0020]S4、将还原剂和剩余的水混合后加到第三自动滴加装置中，调整滴加时间为180min
‑
210min；
[0021]S5、当第一自动滴加装置、第二自动滴加装置和第三自动滴加装置中的溶液全部滴加至所述单体混合溶液后，在55℃
‑
65℃下继续恒温反应1
‑
2h；
[0022]S6、将反应温度降至室温，再向反应装置内加入中和剂溶液，调节混合溶液pH值至6
‑
7，即得所述超支化缓凝型聚羧酸化合物。
[0023]进一步地，所述SiO2的粒径为100nm
‑
1μm。
[0024]进一步地，所述硅烷偶联改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷APTES、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷MOPTMS、N
‑2‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷AEAPTMS、N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨基丙基三甲氧基硅烷AAS中的至少一种。
[0025]本专利技术的第二目的是提供一种复合缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，至少包括以下步骤：
[0026]取超支化缓凝型聚羧酸化合物、SiO2配成溶液，加入到三口烧瓶中，高速搅拌，控制转速为800
‑
1000r/min，升温至为50
‑
60℃；取硅烷偶联改性剂、水，搅拌至溶液呈均相透明状，将透明的溶液缓慢滴加到三口烧瓶中，滴加时间为30
‑
50min；滴加结束后，继续保温反应1h；保温结束后冷却，即得到所述复合缓凝型聚羧酸减水剂。
[0027]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1、本专利技术引入多羟基不饱和糖类化合物，多元羟基结构能够对水泥颗粒形成有效包裹，减小水泥与水的接触，并且这些羟基基团还能够与水泥中游离的Ca
2+
生成不稳定的络合物，在水化初期对Ca
2+
浓度进行有效控制，从而延缓水泥水化，起到缓凝的效果。同时，形成的不稳定络合物在水化后期会自行水解，并不会对其后期性能造成影响。
[0029]2、本专利技术引入磺酸基功能单体，能够提高缓凝剂分子链的刚性和空间位阻，并增强高温稳定性，使其在高温环境下聚合物分子热运动加剧时，仍然能够对水泥颗粒进行有效的竞争吸附，提高其水泥分散性能，从而使水泥净浆流动度大大提高，凝结时间也较大幅度延长，起到长效缓凝的效果。
[0030]3、本专利技术引入硅烷偶联改性剂，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于，以重量份数计，包括以下原料：超支化缓凝型聚羧酸化合物150
‑
200份、SiO215
‑
20份、硅烷偶联改性剂6
‑
8份、水15
‑
20份；所述超支化缓凝型聚羧酸化合物，以重量份数计，包括以下原料：聚醚大单体150
‑
180份、磺酸基功能单体10
‑
15份、不饱和酸和/或不饱和酸酐18
‑
22份、多羟基不饱和糖类化合物25
‑
30份、引发剂2.5
‑
3.5份、链转移剂0.8
‑
1.4份、还原剂2.5
‑
3.0份、中和剂10
‑
12份、水180
‑
220份。2.根据权利要求1所述的一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚中的至少一种；所述聚醚大单体的分子量为4000
‑
6000。3.根据权利要求1所述的一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种；所述不饱和酸酐为顺丁烯二酸酐、衣康酸酐中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述磺酸基功能单体为2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述多羟基不饱和糖类化合物为N
‑
乙酰氨基葡萄糖、D
‑
氨基葡萄糖、2
‑
叠氮
‑2‑
脱氧
‑
D
‑
葡萄糖、壳三糖、壳五糖、壳六糖中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种复合缓凝型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述还原剂为甲醛次硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、2
‑
羟基
‑2‑
亚磺酸基乙酸钠中的至少一种；所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸异辛酯中的至少一种；所述引发剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种；所述中和剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱少宏，汤聪辉，吕满荣，徐仁崇，林艳梅，方云辉，
申请(专利权)人：厦门天润锦龙建材有限公司，
类型：发明
国别省市：