一种与聚羧酸系减水剂复配使用的粘土抑制剂制造技术

本发明专利技术提供一种与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，所述粘土抑制剂的成分为阳离子型含氮低分子量共聚物;其制备方法为由季铵型阳离子单体a、含伯、仲或叔胺的单体b与交联型单体c在水溶液中发生自由基共聚反应而制得。所述粘土抑制剂能在较高含泥量条件下，有效保证或提高聚羧酸减水剂的初始分散能力和分散保持能力，同时不影响混凝土凝结时间、含气量和强度等其它性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，所述粘土抑制剂的成分为阳离子型含氮低分子量共聚物;其制备方法为由季铵型阳离子单体a、含伯、仲或叔胺的单体b与交联型单体c在水溶液中发生自由基共聚反应而制得。所述粘土抑制剂能在较高含泥量条件下，有效保证或提高聚羧酸减水剂的初始分散能力和分散保持能力，同时不影响混凝土凝结时间、含气量和强度等其它性能。【专利说明】一种与聚羧酸系减水剂复配使用的粘土抑制剂
本专利技术涉及混凝土减水剂助剂的制备领域，具体涉及一种与聚羧酸减水剂复配使用的粘土抑制剂的制备方法。
技术介绍
近年来，国家重大工程建设规模巨大，混凝土用量已占全球的50%以上。作为高性能混凝土外加剂，聚羧酸减水剂以其掺量低、减水率高、保坍性能优、收缩低、节能环保等诸多优点，逐渐在众多工程建设中得到了广泛的应用。然而，随着工程建设的推进，混凝土用优质砂石资源日益匮乏，尤其是偏远干旱地区，无法对砂石集料进行有效清洗，使得部分地区的砂石集料含泥量逐渐增大。由于砂石集料中的粘土大多为层状硅铝酸盐类矿物，一方面容易吸水膨胀，导致混凝土中自由水减少，从而降低了混凝土的流动性；另一方面大量吸附外加剂，导致用于分散水泥颗粒的外加剂分子减少，继而降低了外加剂的分散作用，导致混凝土初始流动性差，流动度损失大，严重影响正常施工。对于传统的木质素类、萘系、脂肪族减水剂来说，由于其减水剂的掺量通常比较高，因而粘土表现出的负面影响相对较小。而对于掺量相对较低的聚羧酸系减水剂来说，粘土对聚羧酸减水剂的大量吸附导致其分散性能大幅度降低，从而表现出对砂石集料含泥量的敏感性高，进而进一步限制了其在更大范围的推广应用。目前常用的解决办法是提高聚羧酸系减水剂的初始掺量或采用多次掺加减水剂的途径，但这样不仅大幅度增加了施工成本，且多次添加操作不方便、容易造成减水剂过掺，导致混凝土出现泌水离析，劣化混凝土性能。 基于此，越来越多的研究者开始关注如何提高聚羧酸系减水剂对粘土适应性。CN102718430A报道了一种掺聚羧酸系减水剂混凝土含泥量抑制剂的制备方法，其采用磷酸盐类的泥土分散组分、泥土吸附组分和离子络合交换组分按一定比例进行物理混合，并将其与聚羧酸减水剂一起掺入混凝土中，改善了聚羧酸减水剂的性能。但是其由于是小分子的化合物复配，掺量明显较高，性价比较低。CN101798197A公开了一种抑制集料含泥量影响的控缓释聚羧酸系减水剂，其主要的方法是采用75~95份的聚羧酸减水剂与2~5份缓凝剂、5~25份缓释剂进行物理复配，从而降低了粘土对聚羧酸系减水剂的负面影响。然而大掺量的缓凝剂易造成混凝土凝结时间延长，且容易导致含气量上升，对后期强度造成不利影响。因此，开发一种能有效降低骨料中粘土对聚羧酸减水剂分散性能产生副作用的粘土抑制剂，通过其与聚羧酸减水剂进行复配使用，在一定的含泥量条件下，能有效保证或提高聚羧酸减水剂的初始分散能力和分散保持能力，对促进缺水地区低品位骨料的应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种与聚羧酸减水剂复配使用的粘土抑制剂，其解决的技术问题是:能在较高含泥量条件下，有效保证或提高聚羧酸减水剂的初始分散能力和分散保持能力，同时不影响混凝土凝结时间、含气量和强度等其它性能。本专利技术的研究人员发现，混凝土砂石集料中的粘土对聚羧酸减水剂产生负作用的主要原因在于，粘土较高的比表面积对聚羧酸减水剂产生强烈的吸附，造成用于水泥颗粒分散的聚羧酸减水剂数量大幅度减少，从而导致混凝土初始流动度不足，且流动度损失加大。研究还发现，均聚的阳离子型聚合物对粘土的负作用具有一定的抑制作用，但作用效果有限，即使提高掺量，性能提升不大。而通过含氮不饱和单体与阳离子单体进行共聚，并适当进行交联，得到的低分子量共聚物能有效改善粘土对聚羧酸减水剂的负面影响。其主要原因在于该类型的化合物能优先于聚羧酸减水剂被粘土吸附，从而降低了粘土对聚羧酸减水剂的吸附量，有效保证了聚羧酸减水剂在有粘土的体系中充分发挥分散作用。基于此，本专利技术提供一种与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其成分为阳离子型含氮低分子量共聚物。由季铵型阳离子单体a、含伯、仲或叔胺的单体b与交联型单体c在水溶液中发生自由基共聚反应而制得；单体a、单体b和单体c占三者总的质量分数分别为60%~90%，5%~30%，1%~15% ;其中:季铵型阳离子单体a通式(I )或通式(II )表示:【权利要求】1.一种与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:所述粘土抑制剂的成分为阳离子型含氮低分子量共聚物；所述含氮低分子量共聚物为由季铵型阳离子单体a、含伯、仲或叔胺的单体b与交联型单体c在水溶液中发生自由基共聚反应而制得；单体a、单体b和单体c占三者总的质量分数分别为60%~90%，5%~30%，1%~15% ;其中: 季铵型阳离子单体a通式(I )或通式(II )表示: 2.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于所述粘土抑制剂的分子量为2000~20000。3.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:单体a为符合通式(I )或通式(II)所表示物质中的一种物质。单体A为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的任意种以任意比例混合的混合物。4.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:单体b为含伯胺、仲胺或叔胺的一类单体，单体b为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-叔丁基甲基丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基乙基)丙烯酰胺、N-(2-二甲氨基乙基)甲基丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)丙烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺中的任意种以任意比例混合的混合物。5.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:单体c为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺或N，N’ - 二亚甲基双丙烯酰胺。6.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:所述自由基共聚反应的引发剂是常规的自由基水溶性引发剂，包括单独选用过硫酸盐、水溶性偶氮类化合物氧化组分作为引发剂，或者选用氧化组分-过硫酸盐与还原组分-亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、焦亚硫酸盐或亚铁盐的组合物，或者选用氧化组分-过氧化物与还原组分-甲醛次硫酸氢钠或L-抗坏血酸的组合物作为氧化还原引发剂。引发剂中氧化组分的总用量占单体a+b+c总质量的0.05%~2%，组合物中氧化组分与还原组分两者的质量比例为0.5~5:1。7.根据权利要求1所述的与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于:还加入水溶性的链转移剂以调节所制备粘土抑制剂的分子量；所述水溶性链转移剂为硫醇类链转移剂，选自2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与聚羧酸减水剂配合使用的粘土抑制剂，其特征在于：所述粘土抑制剂的成分为阳离子型含氮低分子量共聚物；所述含氮低分子量共聚物为由季铵型阳离子单体a、含伯、仲或叔胺的单体b与交联型单体c在水溶液中发生自由基共聚反应而制得；单体a、单体b和单体c占三者总的质量分数分别为60%～90%，5%～30%，1%～15%；其中：季铵型阳离子单体a通式（Ⅰ）或通式（Ⅱ）表示：式中R1为H或CH3；R2为C1～C20的烷烃基或芳烃基；A为F、Cl、Br、I；单体b由通式（Ⅲ）或通式（Ⅳ）表示：式中R3为H或CH3；R4、R5为H或C1～C5的烷基；R6为H或CH3；R7、R8为H或C1～C5的烷基；n为1～3的整数；单体c为两端均含有活性双键的含氮单体，由通式（Ⅴ）表示：式中n为1～2的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冉千平，杨勇，刘加平，毛永琳，刘金芝，张建纲，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司， 南京博特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32