一种保坍减水型聚羧酸减水剂及其低温快速制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料的技术领域，具体涉及一种保坍减水型聚羧酸减水剂及其低 温快速制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着混凝土向高性能化和多功能化的方向发展，对外加剂提出了更高的要求，为 满足混凝土的栗送性能和强度要求，需开发多种不同功能的聚羧酸减水剂来满足社会需 求。
[0003] 聚羧酸减水剂的制备过程，可以通过分子结构的设计原则，采用自由基聚合的方 法将减水、保坍等一些功能型基团接枝在大分子链上，得到具有梳型结构、星型结构或交联 结构的大分子，这些不同功能的侧链基团和不同结构特征的大分子结构可决定聚羧酸减水 剂的不同性能。
[0004] 混凝土拌合时，聚羧酸分子结构中一部分主链锚固在水泥颗粒表面，另一部分主 链、侧基伸展于水溶液中，形成一定的空间位阻，主侧链在长度适合时才能发挥最佳的分散 作用；吸附于水泥颗粒表面的减水剂分子使水泥颗粒带上电荷，从而在水泥颗粒间产生静 电斥力，增强分散效果。
[0005] 在社会经济发展过程中，成本的控制显得尤为重要，商业混凝土搅拌站一直在寻 求降低单方混凝土成本方法，最近比较盛行的是高标号低凝胶材料的特殊配合比，这种配 合比可以大大的节约水泥的用量，有效降低生产成本，但是这种配合比更加依赖于外加剂， 对外加剂的性能也提出了更高的要求，需具有高保坍和高减水功能的外加剂才能满足其要 求，因此，开发一款具有保坍减水型聚羧酸减水剂具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种保坍减水型聚羧酸减水 剂及其低温快速制备方法，保坍性更好，减水率更高，和易性更佳，适应性更广，是一种新型 的具有高保坍高减水性能的聚羧酸减水剂。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
[0008] -种保坍减水型聚羧酸减水剂的制备方法，包括：
[0009] 1)将5~15份不饱和羧酸和15~30份水配制成溶液A ;将0. 05~0. 6份包括 甲醛次硫酸氢钠的还原剂和15~30份水配制成pH值为7~9的溶液B ;将0. 1~1份链 转移剂和15~30份水配制成溶液C ;
[0010] 2)将100份不饱和聚氧乙烯醚、1~10份不饱和羧酸、0. 05~2份氧化剂和40~ 90份水混合得到混合溶液，调节反应温度至15°C~60°C，搅拌溶解；先向该混合溶液内同 时滴加溶液B和溶液C，滴加5~30分钟后，在继续滴加溶液B和溶液C的情况下开始滴加 溶液A，三种溶液共同在1~3小时内滴加完毕且溶液B和溶液C比溶液A晚10~30分钟 滴完；滴加结束后，保温反应30~60分钟，再向反应液中加入1~10份氢氧化钠，即得所 述之保坍减水型聚羧酸减水剂。
[0011] 其中，上述各组分均按质量份数计。
[0012] 一实施例中：所述步骤2)中，100份不饱和聚氧乙烯醚、1~10份不饱和羧酸、 0. 05~2份氧化剂和40~90份水混合后的混合溶液pH值为3~6。
[0013] -实施例中：所述步骤2)中，前2/3的溶液A的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s，后 1/3的溶液A的滴加速率为0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率为0. 02g/s~ 0. lg/s，后1/3的溶液B的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s。
[0014] 一实施例中：所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸羟乙 酯中的至少一种。
[0015] -实施例中：所述还原剂还包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、2-羟基-2-亚磺酸基乙酸 二钠盐和吊白块中的至少一种，且该至少一种还原剂与甲醛次硫酸氢钠、15~30份水混合 后得到的溶液B的pH值为7~9。
[0016] -实施例中：所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸和甲基丙基磺酸钠中的至少一 种。
[0017] 一实施例中：所述不饱和聚氧乙烯醚为羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚和异戊烯基聚 氧乙烯基醚中的至少一种。
[0018] -实施例中：所述羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚和异戊烯基聚氧乙烯基醚的分子量 均为1200~4800。
[0019] -实施例中：所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸钠或过硫酸铵中的至少一种。
[0020] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
[0021 ] 根据上述保坍减水型聚羧酸减水剂的制备方法所制备的保坍减水型聚羧酸减水 剂。
[0022] 本技术方案与【背景技术】相比，它具有如下优点：
[0023] 1.本发明所述的制备方法，将初始反应釜内的溶液pH值通过1~10份不饱和羧 酸调整在3~6之间，将含有还原剂的溶液B的pH值调整为7~9之间，大大提高了初始 滴加复合还原剂的反应活性，降低副反应的发生，使得产品的转化率更高。
[0024] 2.本发明所制备的减水剂跟现有产品相比，采用甲醛次硫酸氢钠混合而成的新型 混合物还原剂，通过在大单体上接枝超高密度的不同的减水和缓释侧链基团，使其保坍性 更好，减水率更高，和易性更佳，适应性更广，是一种新型的具有高保坍高减水性能的聚羧 酸减水剂。
[0025] 3.本发明制备方法简单，所需反应温度在15°C~60°C即可，与常规制备技术相比 所需温度更低，且所制备的减水剂跟现有产品相比，制备时间可节省2~4小时，速度更快。
[0026] 4.本发明所制备的产品与现有的产品相比，在低凝胶材料的高标号混凝土配合比 中，更能突显出其优势，可大大节约水泥的用量且强度未减弱，同等强度等级下平均可节省 水泥 100 ~200kg/m3。
【具体实施方式】
[0027] 下面通过实施例具体说明本发明的内容：
[0028] 实施例1
[0029] 1)将15份丙烯酸和30份水配制成溶液A ;将还原剂0. 4份甲醛次硫酸氢钠、0. 1 份亚硫酸钠、0. 1份2-羧基-2-亚磺酸基乙酸二钠盐和30份水配制成pH值为7~9的溶 液B ;将1份链转移剂巯基乙酸和30份水配制成溶液C ;
[0030] 2)将100份异戊烯基聚氧乙烯基醚（TPEG)(分子量为1200~4800)、2份丙烯酸、 2份氧化剂过氧化氢和40份水加入反应釜中，混合得到pH值为3~6的混合溶液，调节 反应温度至60°C，搅拌溶解；先向该混合溶液内同时滴加溶液B和溶液C，滴加10分钟后， 在继续滴加溶液B和溶液C的情况下开始滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率为 0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴加速率为0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴 加速率为〇. 〇2g/s~0. lg/s，后1/3的溶液B的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s ;三种溶液共 同在2. 5小时内滴加完毕且溶液B和溶液C比溶液A晚10~30分钟滴完；滴加结束后，保 温反应1小时，再向反应液中加入10份氢氧化钠固体进行中和，即得所述之保坍减水型聚 羧酸减水剂。
[0031 ] 其中，上述各组分均按质量份数计。
[0032] 实施例2
[0033] 1)将7份丙烯酸、3份丙烯酸羟丙酯和20份水配制成溶液A ;将还原剂0. 2份甲 醛次硫酸氢钠、0. 1份吊白块和20份水配制成pH值为7~9的溶液B ;将链转移剂0. 2份 巯基乙酸、0. 1份甲基丙基磺酸钠和20份水配制成溶液C ;
[0034]2)将20份羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚（VPEG)、80份异戊烯基聚氧乙烯基醚（分 子量均为1200~4800)、2份丙烯酸、1份甲基丙烯酸、1份氧化剂过氧化氢和70份水加入 反应釜中，混合得到pH值为3~6的混合溶液，调节反应温度至30°C，搅拌溶解；先向该混 合溶液内同时滴加溶液B和溶液C，滴加20分钟后，在继续滴加溶液B和溶液C的情况下开 始滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴 加速率为0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率为0. 02g/s~0. lg/s，后1/3的 溶液B的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s ;三种溶液共同在2. 5小时内滴加完毕且溶液B和 溶液C比溶液A晚10~30分钟滴完；滴加结束后，保温反应1小时，再向反应液中加入6 份氢氧化钠固体进行中和，即得所述之保坍减水型聚羧酸减水剂。
[0035] 其中，上述各组分均按质量份数计。
[0036] 实施例3
[0037] 1)将6份丙烯酸、3份甲基丙烯酸、2份丙烯酸羟乙酯和20份水配制成溶液A ;将 还原剂〇. 05份甲醛次硫酸氢钠、0. 15份亚硫酸钠、0. 05份2-羧基-2-亚磺酸基乙酸二钠 盐和20份水配制成pH值为7~9的溶液B ;将链转移剂0. 2份巯基乙酸、0. 3份巯基丙酸 和20份水配制成溶液C ;
[0038] 2)将30份羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚、70份异戊烯基聚氧乙烯基醚（分子量均 为1200~4800)、1份丙烯酸、1份丙烯酸羟乙酯、0. 5份氧化剂过硫酸钠和70份水加入反 应釜中，混合得到pH值为3~6的混合溶液，调节反应温度至40°C，搅拌溶解；先向该混合 溶液内同时滴加溶液B和溶液C，滴加5分钟后，在继续滴加溶液B和溶液C的情况下开始 滴加溶液A，其中，前2/3的溶液A的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s，后1/3的溶液A的滴加 速率为0. 02g/s~0. lg/s ;前2/3的溶液B的滴加速率为0. 02g/s~0. lg/s，后1/3的溶 液B的滴加速率为0. lg/s~0. 2g/s ;三种溶液共同在2小时内滴加完毕且溶液B和溶液C 比溶液A晚10~30分钟滴完；滴加结束后，保温反应1小时，再向反应液中加入3份氢氧 化钠固体进行中和，即得所述之保坍减水型聚羧酸减水剂。