【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建材制备，具体为一种高效聚羧酸减水剂及其应用。
技术介绍
1、聚羧酸减水剂因其具有低掺量、高减水率、保坍性良好、无污染等优点而成为了新一代的减水剂。其对混凝土流动性、耐久性等多种施工性能具有重要的影响，因而备受关注。
2、聚羧酸减水剂的原理是以界面相互作用为基础，吸附在水泥基材料的表面。当聚羧酸减水剂和水泥颗粒发生吸附时，聚羧酸减水剂中的极性基团与水分子结合，形成水化膜，从而减弱水泥颗粒之间的相互作用，同时释放自由水，提高了水泥浆料的流动性。
3、然而，在实际使用过程中，砂中泥土的层间结构和所包含的镁离子、铝离子等高价金属离子会大量吸附聚羧酸减水剂分子，使减水剂失去活性，从而新拌混凝土的和易性变差，塌落度损失较快，难以保证运输、泵送及施工，这已经成为聚羧酸减水剂应用领域所普遍面临的棘手问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高效聚羧酸减水剂及其应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1：
4、将聚乙二醇中加入浓硫酸中，油浴加热并持续搅拌，将温度升至140～150℃并保温2～3h；将温度冷却至50～60℃，加入肉桂酸、浓硫酸和对苯二酚，继续升温至120～130℃并保温4～5h；冷却得到功能单体；
5、步骤2：
6、将功能单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲
7、进一步的，步骤1中，聚乙二醇和肉桂酸的摩尔比为1：2。
8、进一步的，步骤1中，聚乙二醇的分子量为800～1200。
9、进一步的，步骤2中，功能单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯的摩尔比为1：(5～6)：0.3：0.15。
10、一种高效聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：包括以下步骤：
11、s1：在干燥氮气保护下，将聚乙二醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入二月桂酸二丁基锡，混合均匀后升温至80～95℃反应2～3h；再加入二甘醇，反应1～2h；加入n-甲基二乙醇胺，在50～60℃反应3～5h得到聚氨酯预聚体；
12、s2：将聚氨酯预聚体和环氧树脂混合，在40～50℃搅拌反应1～2h，得到改性环氧树脂；
13、s3：将改性环氧树脂、稀释剂、消泡剂混合，得到组分a；将固化剂、固化促进剂、偶联剂混合，得到组分b；将水泥、硅微粉、石英砂、粉煤灰、无机晶须、减水剂混合，得到组分c；
14、s4：将组分a、组分b、外加水、组分c按重量比(1～1.5)：(2～2.5)：(5～10)：(10～15)混合，得到混凝土浆料。
15、进一步的，s1中，聚乙二醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、二甘醇、n-甲基二乙醇胺的摩尔比为(1～1.5)：(2.5～3)：(0.2～0.5)：(1～1.2)。
16、进一步的，s2中，改性环氧树脂中，按重量百分数计，20～30％聚氨酯预聚体、70～80％环氧树脂。
17、进一步的，s3中，按重量份数计，组分a中，100～120份改性环氧树脂、10～15份稀释剂、0.3～0.5份消泡剂；组分b中，60～80份固化剂、3～8份固化促进剂、0.5～1.5份偶联剂；组分c中，100～150份水泥、100～120份硅微粉、150～200份石英砂、5～10份粉煤灰、5～20份无机晶须、0.1～0.5份高效聚羧酸减水剂。
18、进一步的，s3中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚中的一种；消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂；固化剂为乙二胺；固化促进剂为间苯二酚、三氟化硼单乙胺中的任一种；偶联剂为kh560。
19、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术先将聚乙二醇与肉桂酸按摩尔比1：2进行酯化反应，得到长链的功能单体；再将功能单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯混合，通过自由基聚合反应得到高效聚羧酸减水剂。其中，长链结构和肉桂酸的苯环结构增加了空间位阻效应，赋予了聚羧酸减水剂良好的抗泥性能；丙烯酸的羧基基团、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的磺酸基团能够与钙离子之间形成络合作用，使得聚羧酸减水剂其更容易吸附于水泥颗粒表面，从而获得最大的吸附量和饱和吸附层厚度；由于水泥浆料中不可避免地含有硫酸盐，具有较强吸附性的硫酸根自由基与羧基、磺酸基之间会发生竞争吸附，使得钙离子优先吸附于水泥颗粒表面，从而占据活性吸附位点，引起聚羧酸减水剂的脱附并发生蜷曲，进而导致水泥颗粒团聚，降低了聚羧酸减水剂的分散效率。通过甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯单体向聚羧酸减水剂中引入具有较强电负性的磷酸基团，提高其与钙离子络合的能力，同时提升了聚羧酸减水剂的吸附能力，从而削弱硫酸盐对减水剂分子的影响。
20、在制备功能单体时，本专利技术还对聚乙二醇的分子量进行了限定。侧链长度的大小不仅影响到空间效应还决定着分散能力。比短侧链分散剂相比，长侧链的分散能力具有更为明显的优势，侧链长度越大，聚羧酸减水剂分子与水泥的接触面积就大，因此能够表现出更好的稳定性和流动性。但同时需要注意的是，聚乙二醇的分子量越大，功能单体的分子量也越大，较大的分子量会影响后续的自由基聚合反应，导致聚合形成的聚羧酸减水剂性能不佳。因此，聚乙二醇的分子量控制在800～1200最佳。
21、本专利技术制备的聚羧酸减水剂在应用时，与改性环氧树脂、水泥配伍使用。其中，先以聚乙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯为原料、n-甲基二乙醇胺作为扩链剂，制备聚氨酯预聚体；再将聚氨酯预聚体和环氧树脂得到改性环氧树脂；聚氨酯预聚体中未参与反应的异氰酸酯基与环氧树脂中的羟基反应，形成交联网络，从而改善环氧树脂的韧性。由于阳离子基团的存在，改性后的环氧树脂与水泥浆料中的硫酸盐等具有吸附作用，从而其降低了与聚羧酸减水剂之间的竞争吸附作用。此外，改善环氧树脂中含有聚乙二醇链段，与聚羧酸减水剂的长侧链结构相似，能够进一步聚羧酸减水剂在浆料中的分散性，提高混凝土的物理性能。
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1.一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，聚乙二醇和肉桂酸的摩尔比为1：2。
3.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，聚乙二醇的分子量为800～1200。
4.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤2中，功能单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯的摩尔比为1：(5～6)：0.3：0.15。
5.一种如权利要求1所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：所述聚羧酸减水剂应用于制备混凝土，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：S1中，聚乙二醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、二甘醇、N-甲基二乙醇胺的摩尔比为(1～1.5)：(2.5～3)：(0.2～0.5)：(1～1.2)。
7.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：S2中，改性环氧树脂中，按重量百分数计，20～30％聚氨
8.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：S3中，按重量份数计，组分A中，100～120份改性环氧树脂、10～15份稀释剂、0.3～0.5份消泡剂；组分B中，60～80份固化剂、3～8份固化促进剂、0.5～1.5份偶联剂；组分C中，100～150份水泥、100～120份硅微粉、150～200份石英砂、5～10份粉煤灰、5～10份无机晶须、0.1～0.5份高效聚羧酸减水剂。
9.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：S3中，稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚中的任一种；消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂中的任一种；固化剂为乙二胺；固化促进剂为间苯二酚、三氟化硼单乙胺中的任一种；偶联剂为KH560。
10.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：组分A、组分B、外加水、组分C按重量比(1～1.5)：(2～2.5)：(5～10)：(10～15)混合。
...【技术特征摘要】
1.一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，聚乙二醇和肉桂酸的摩尔比为1：2。
3.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，聚乙二醇的分子量为800～1200。
4.根据权利要求1所述的一种高效聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤2中，功能单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯的摩尔比为1：(5～6)：0.3：0.15。
5.一种如权利要求1所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：所述聚羧酸减水剂应用于制备混凝土，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：s1中，聚乙二醇1000、异佛尔酮二异氰酸酯、二甘醇、n-甲基二乙醇胺的摩尔比为(1～1.5)：(2.5～3)：(0.2～0.5)：(1～1.2)。
7.根据权利要求5所述的聚羧酸减水剂的应用，其特征在于：s2...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡孟其，胡波，
申请(专利权)人：上海宏韵新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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