一种对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂的制备方法.doc

1、一种对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂的制备方法内容摘要 本发明涉及一种对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂的制备方法，以马来酸酐、甲基丙烯基醚、丙烯酸甲酯为原料进行共聚反应，制的对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂。本工艺操作简单，减水率高，成本比较低，对混凝土砂石料适应性强，对混凝土坍落度有很好的保持性，而且能有效提高混凝土强度，通过大量试验验证，本产品可以消除由于混凝土砂石料含泥含粉量多，而对混凝土工作性及强度带来的影响。 关键词：聚羧酸减水剂；混凝土砂石料；抗泥型聚羧酸 中图分类号：TU528.042 文献标识码： A 文章编号： 技术领域 本发明涉及合成混凝土外加剂技术领域，具体涉

2、及对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂的合成方法。 背景技术 外加剂是混凝土及制品不可缺少的第五组分，对混凝土质量的稳定性至关重要。随着现代混凝土技术向高强、绿色、高性能方向发展，对混凝土外加剂提出了更高、更全面的要求。国内外加剂已经经历了从第一代木质素系，到第二代萘系磺酸盐、磺化三聚氰胺、氨基磺酸盐，再逐渐到第三代聚羧酸系的发展历程，但是在实际应用中，混凝土的砂石料对于混凝土外加剂的影响非常大，现在混凝土市场上应用的有干法河砂、天然河砂、水洗河砂、机制砂等；石子有卵石和碎石；不同的砂子含泥量、不同砂子的含石量、不同石子的含粉量都直接影响了混凝土外加剂的使用效果。现在混凝土所用砂石料供应比较紧

3、张，实际应用中砂石料的质量更是不能保障，对砂石料含泥量和含粉量都比较敏感的普通聚羧酸减水剂满足不了现在的混凝土质量稳定的需求。 在专利 CN102093519 中公开了一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法需要采用高温的酯化反应和聚合反应，两种反应完成后还需要进行共聚反应，此方法要经过三次反应才能完成，此方法存在问题是转化率低、操作麻烦、酯化过程中用到易爆易燃危险品环己烷，存在不安全因素，制备此种聚羧酸减水剂的工艺可以大大简化。 在专利 CN100575295C 中公开了一种可控制混凝土坍落度损失的羧酸聚合物减水剂，此种方法在酯化反应中采用减压蒸馏、用到浓硫酸危险品，在生产过程中实现起来有一定难度

4、。 发明内容 对于混凝土外加剂实际应用中，砂石料质量的波动会引起外加剂不适应的现状，本发明提供了一种对于混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂制备的新工艺，用此工艺制备的聚羧酸减水剂具有混凝土砂石料适应性强、混凝土坍落度损失小、减水率高等特性，且反应温度低、工艺操作简单。 本发明一种对混凝土砂石料适应性强的聚羧酸减水剂的制备方法的技术方案如下： （1）向反应釜中加入一定质量的水，随后投入马来酸酐并打开反应釜的搅拌装置，使马来酸酐完全溶解后，投入甲基丙烯基醚、丙烯酸甲酯，此时将反应体系温度升高至 7090。加入的马来酸酐：甲基丙烯基醚：丙烯酸甲酯的摩尔比为 38：1：26，其中甲基丙烯基醚的分子量为

5、 12002400。生成的聚醚侧链的重均分子量为 6005000。 （2）待反应温度达到 7090后，加入质量分数为 20%的双氧水，其加入质量为反应物总质量的 0.28%，搅拌 20min。 （3）加入一定量的巯基乙酸后，使反应温度保持在 7090，密闭反应 14 小时，加入的巯基乙酸的质量为反应物总质量的 0.12%。 （4）反应完毕后降温至 3055，加入 30%的氢氧化钠溶液，加入总质量为反应物总质量的 520%，此时补水把聚羧酸减水剂的质量分数调节为 40%。 本发明的聚羧酸系减水剂具有下列优点： 1、与现有采用聚乙二醇单甲醚原料的技术相比，本发明不必进行高温的酯化反应，大大节省了能

6、耗及简化了工艺。 2、与现有的采用滴加原料的方法相比，本工艺是一次性投料方式，工艺操作进一步简化。 3、本工艺合成的聚羧酸减水剂减水率高，成本比较低，对混凝土砂石料适应性强，对混凝土坍落度有很好的保持性，而且能有效提高混凝土强度。 4、通过大量试验验证，本工艺合成的聚羧酸减水剂对不同品种的水泥有很强的适应性。 5、本工艺中所用到的原料不涉及易燃易爆的危险品，生产比较安全。6、本工艺反应温度比较低，副反应少，转化率比较高，生产时间比较短，产品性能很高。 7、本发明绿色环保、原材料成本低、无任何物质排放、显著改善混凝土的性能。 具体实施方式 实例 1 在装有温度计、搅拌桨的四口烧瓶中，加入水 80

7、g，随后加入马来酸酐 29.4g，打开搅拌装置，此时开始升高反应体系的温度，搅拌 15min 后待马来酸酐完全溶解，加入甲基丙烯基醚（简称 TPEG，分子量为 2400）240g、丙烯酸甲酯 51.6g，将反应体系温度升到 7075，待反应温度达到规定温度后，加入 20g 质量分数为 20%的双氧水，搅拌 20min，随后加入 8g 巯基乙酸，继续保持反应体系温度为 7075，密闭反应 3h，反应完毕后，降温至 4045后，加入 30%的氢氧化钠溶液 45g,将溶液PH 调节至 67，加入 392g 水调节溶液的质量分数为 40%产品 1。 实例 2 在装有温度计、搅拌桨的四口烧瓶中，加入水

8、80g，随后加入马来酸酐 29.4g，打开搅拌装置，此时开始升高反应体系的温度，搅拌 15min 后待马来酸酐完全溶解，加入甲基丙烯基醚（简称 TPEG，分子量为 1200）120g、丙烯酸甲酯 51.6g，将反应体系温度升到 7075，待反应温度达到规定温度后，加入 10g 质量分数为 20%的双氧水，搅拌 20min，随后加入 5g 巯基乙酸，继续保持反应体系温度为 7075，密闭反应 3h，反应完毕后，降温至 4045后，加入 30%的氢氧化钠溶液 40g,将溶液PH 调节至 67，加入 214g 水调节溶液的质量分数为 40%产品 2。 实例 3 在装有温度计、搅拌桨的四口烧瓶中，加入

9、水 80g，随后加入马来酸酐 49g，打开搅拌装置，此时开始升高反应体系的温度，搅拌 15min 后待马来酸酐完全溶解，加入甲基丙烯基醚（简称 TPEG，分子量为 2400）240g、丙烯酸甲酯 25.8g，将反应体系温度升到 7075，待反应温度达到规定温度后，加入 20g 质量分数为 20%的双氧水，搅拌 20min，随后加入 10g 巯基乙酸，继续保持反应体系温度为 7075，密闭反应 3h，反应完毕后，降温至 4045后，加入 30%的氢氧化钠溶液 40g,将溶液PH 调节至 67，加入 387.2g 水调节溶液的质量分数为 40%产品 3。 实例 4 在装有温度计、搅拌桨的四口烧瓶中

10、，加入水 80g，随后加入马来酸酐 29.4g，打开搅拌装置，此时开始升高反应体系的温度，搅拌 15min 后待马来酸酐完全溶解，加入甲基丙烯基醚（简称 TPEG，分子量为 2400）240g、丙烯酸甲酯 51.6g，将反应体系温度升到 8085，待反应温度达到规定温度后，加入 20g 质量分数为 20%的双氧水，搅拌 20min，随后加入 8g 巯基乙酸，继续保持反应体系温度为 7075，密闭反应 3h，反应完毕后，降温至 4045后，加入 30%的氢氧化钠溶液 45g,将溶液PH 调节至 67，加入 392g 水调节溶液的质量分数为 40%产品 4。 实例 5 在装有温度计、搅拌桨的四口烧

11、瓶中，加入水 80g，随后加入马来酸酐 29.4g，打开搅拌装置，此时开始升高反应体系的温度，搅拌 15min 后待马来酸酐完全溶解，加入甲基丙烯基醚（简称 TPEG，分子量为 1200）120g、丙烯酸甲酯 51.6g，将反应体系温度升到 8085，待反应温度达到规定温度后，加入 10g 质量分数为 20%的双氧水，搅拌 20min，随后加入 5g 巯基乙酸，继续保持反应体系温度为 7075，密闭反应 3h，反应完毕后，降温至 4045后，加入 30%的氢氧化钠溶液 40g,将溶液PH 调节至 67，加入 214g 水调节溶液的质量分数为 40%产品 5。 比较例 1 将 72.0 甲基烯基

12、聚氧乙烯醚（TPEG） 、108.8g 水放入四口烧瓶中，水浴搅拌加热至 25。将 3.87g 甲基丙烯酸、5.88g 马来酸酐、4.74g 甲基丙烯磺酸钠加入 14.49g 水中配制成质量分数为 50%的溶液。将 1.35g亚硫酸钠加入 12.15g 水中配制成质量分数为 10%的溶液。大单体全部溶解后，加入 2.45g 过硫酸钾。搅拌五分钟后开始滴加单体溶液和还原剂溶液，滴加 2.0 小时，滴加结束后，恒温反应 3.0 小时。加入 40%NaOH溶液 6.6g，调节 pH=6。制得浓度为 40%减水剂比较例 1。 比较例 2 将 72.0 烯丙基聚乙二醇（APEG） 、107.59g 水放

13、入四口烧瓶中，水浴搅拌加热至 30。将 5.17g 甲基丙烯酸、7.8g 衣康酸、9.48g 甲基丙烯磺酸钠加入 22.45g 水中配制成质量分数为 50%的溶液。将 1.7g 过硫酸钠加入 15.3g 水中配制成质量分数为 10%的溶液。大单体全部溶解后，加入0.74g 亚硫酸氢钠。搅拌五分钟后开始滴加单体溶液和氧化剂溶液，滴加2.0 小时，滴加结束后，恒温反应 3.0 小时。加入 40%NaOH 溶液 7.2g，调节 pH=6。制得浓度为 40%减水剂比较例 2。 实施效果 1.净浆流动度 试验测定了同掺量下四的净浆流动度。试验按照 GB/T8077-2000混凝土外加剂匀质性试验方法进行，W/C=0.29，掺量为折固掺量。试验结果见表 1： 表 1 不同水泥净浆流动性能结果 2.混凝土数据 表 2 为实例混凝土数据： 表 2 混凝土数据 参考文献： 【1】王子明, 王晓丰等. 一种聚醚基混凝土高性能减水剂的合成及其方法.申请号: 200710303915.X 【2】张瑞艳, 聚羧酸高效减水剂的合成及作用机理研究. 北京工业大学硕士论文, 2005:16