一种抗泥型聚羧酸保坍剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗泥型聚羧酸保坍剂，该保坍剂由以下原料按照重量百分比计算制得：不饱和聚氧乙烯醚单体为50?75%，丙烯酸为4?8%，马来酸酐为6?12%，丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯为11?20%,链转移剂为0.5?3.0%，引发剂用量为0.1?5%，引发助剂为0.01?2%。本发明还公开了上述保坍剂的制备方法，其制法是：双滴加滴加丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯溶液和引发助剂2?3.5h，保温1?1.5小时后加氢氧化钠溶液调节pH值为6?7，得含固量为40?45%的抗泥型聚羧酸保坍剂。本发明的保坍剂在混凝土中抗泥效果明显，具有优异的坍落度保持能力。
【专利说明】
一种抗泥型聚羧酸保坍剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种抗泥型聚羧酸保坍剂制备及其 方法。 技术背景
[0002] 自从聚羧酸减水剂在国内开始应用以来，其发展十分迅速。特别是聚羧酸减水剂 被指定为铁路工程专用的混凝土外加剂，更是极大的促进了聚羧酸减水剂的推广与应用。 与传统的减水剂相比，聚羧酸减水剂具有更多优点，如掺量低，减水率高，适应性较好等。但 在实际工程应用过程中，目前已有的聚羧酸减水剂表现出一些问题。主要是随着混凝土原 材料品质的波动，如水泥变化、砂石的含泥量等导致混凝土的工作性能会表现出明显的起 伏，其中在坍落度损失方面表现得尤为明显。目前解决这类问题的方法主要是通过调整配 合比，采用增加聚羧酸减水剂的用量或者使用缓凝剂缓凝，但是这些措施或是操作上很繁 琐，或是成本增加，或是容易导致事故。开发一种真正具有良好适应性及工作性且对混凝土 原材料品质波动不敏感的缓释型聚羧酸减水剂显得非常迫切而又重要。
[0003] 专利CN103641959A公开了 一种缓释型聚羧酸减水剂制备及其方法，该缓释型聚羧 酸减水剂是由聚氧乙烯醚、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为聚合单体，巯基乙醇作为链转移剂， 在80°C条件下聚合而得。此发明所述的缓释型聚羧酸减水剂需要高温聚合，生产成本较高， 针对含泥量较大的混凝土没有较明显的效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种抗泥型聚羧酸保坍剂的制备及其 方法。
[0005] 本发明从聚羧酸高性能减水剂的化学结构和作用机理出发，运用高分子设计原 理，以异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟 丙酯主要原料构成缓释体系，采用新型含磷酸基团的链转移剂作为抗泥组分，最终得到性 能优良的抗泥型聚羧酸保坍剂。
[0006] 本发明提供的抗泥型聚羧酸保坍剂，由以下原料按照重量百分比：不饱和聚氧乙 烯醚单体为50-75%，丙烯酸为4-8%，马来酸酐为6-12%，丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯为11-20%，链转移剂为0.5-3.0%，引发剂用量为0.1 -5%，引发助剂为0.01 -2%。
[0007] 所述不饱和聚氧乙烯醚为异戊基聚氧乙烯醚，平均分子量为2400。
[0008] 所述链转移剂为磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸三钠、次磷酸钠中的一种或几种。
[0009] 所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或双氧水(30%)中的一种或两种。
[0010]所述引发助剂为L-抗坏血酸、吊白块亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。
[0011] 所述丙烯酸羟乙酯的含量为98%。
[0012] 所述丙烯酸羟丙酯的含量为98%。
[0013] 本发明还提供了上述抗泥型聚羧酸保坍剂的制备方法，包括以下步骤： (1) 将丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯溶于去离子水中配成滴加液A料备用，将引 发助剂溶于去离子水配成滴加液B料备用，将引发剂溶于水配成C料备用； (2) 在容器中加入不饱和聚氧乙烯醚类单体和去离子水搅拌并使其溶解，加入马来酸 酐搅拌溶解，滴加起始温度为25-30°C，加入链转移剂搅拌10分钟，再加入引发剂C料搅拌10 分钟，同时向底液里匀速滴加 A料和B料； (3) A料滴加1.5-3小时，B料滴加2-3.5小时，再保温1小时； (4) 加入氢氧化钠溶液调节反应溶液pH值为6-7,得含固量为40-45%的聚羧酸减水剂。
[0014] 本发明采用较低温度合成工艺，滴加过程无需加热，大幅度降低了生产成本。采用 新型链转移剂，生产过程更环保，此外，本发明采用的链转移剂含磷酸基团，在混凝土中抗 泥效果明显，具有优异的坍落度保持能力。
【具体实施方式】
[0015] 下面实例中所述的丙烯酸，马来酸酐、丙烯酸羟乙酯、链转移剂，引发剂和引发助 剂均为同一个批次工业级。
[0016] 实例 1: 将丙烯酸4g、丙烯酸羟乙酯Ilg溶于去离子水中配成滴加液A料备用，将链转移剂次磷 酸盐I. Ig和引发助剂VC0.45g溶于去离子水配成滴加液B料备用，将引发剂双氧水（30%) 1.4g溶于水配成C料备用。在500ml容器中加入异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG) 155g和去离子水 I IOg搅拌并使其溶解，等充分溶解后加入马来酸酐3.2g搅拌，待溶解滴加起始温度为25-30 °C，加入链转移剂搅拌10分钟，再加入引发剂C料搅拌10分钟，同时向底液里匀速滴加 A料和 B料。A料滴加2小时，B料滴加2.5小时，在保温1小时;在加入氢氧化钠溶液调节反应溶液PH 值为6-7,即抗泥型聚羧酸保坍剂。
[0017] 实例2: 将丙烯酸6g、丙烯酸羟丙酯15g溶于去离子水中配成滴加液A料备用，将链转移剂次磷 酸盐1.5g和引发助剂VCO. 6g溶于去离子水配成滴加液B料备用，将引发剂双氧水(30%)2.8g 溶于水配成C料备用。在500ml容器中加入异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)170g和去离子水120g 搅拌并使其溶解，等充分溶解后加马来酸酐5.3g搅拌，待溶解滴加起始温度为25-30°C，加 入链转移剂搅拌10分钟，再加入引发剂C料搅拌10分钟，同时向底液里匀速滴加 A料和B料。A 料滴加3小时，B料滴加3.5小时，在保温1小时;在加入氢氧化钠溶液调节反应溶液PH值为6-7,即抗泥型聚羧酸保坍剂。
[0018] 实例3: 将丙烯酸4.5g、丙烯酸羟乙酯8.6g，丙烯酸羟丙酯3.8g溶于去离子水中配成滴加液A料 备用，将链转移剂次磷酸盐1.2g和引发助剂VCO. 85g溶于去离子水配成滴加液B料备用，将 引发剂双氧水（30%)3.2g溶于水配成C料备用。在500ml容器中加入异戊烯基聚氧乙烯醚 (TPEG) 165g和去离子水115g搅拌并使其溶解，等充分溶解后加马来酸酐4.5g搅拌，待溶解 滴加起始温度为25-30°C，加入链转移剂搅拌10分钟，再加入引发剂C料搅拌10分钟，同时向 底液里匀速滴加 A料和B料。A料滴加2.5小时，B料滴加3.0小时，在保温1.5小时;在加入氢氧 化钠溶液调节反应溶液PH值为6-7,即抗泥型聚羧酸保坍剂。
[0019] 下面通过具体试验说明实施例1~3的应用效果： 抗泥型聚羧酸保坍剂 参照国家标准GB8076-2008《混凝土外加剂》相关规定，调整用水量使新拌混凝土初始 坍落度为(210± 10)mm，试验材料:海螺P · 042.5水泥;贵州铁建恒发新材料科技股份有限 公司（以下简称恒发公司）减水剂:TJ-S5(固含40%)60%+抗泥型聚羧酸保坍剂40%。
[0020] 选用某国外公司的聚羧酸保坍剂1#和本发明的抗泥型聚羧酸保坍剂对实验所得 样品进行测试，结果见表1混凝土性能测试结果。
[0021] 表1混凝土性能测试结果
[0022] 从上述混凝土数据可以看出，本发明的抗泥型聚羧酸保坍剂具有优越的保坍性 能，能保持2-3小时基本无损失。
【主权项】
1. 一种抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，该保坍剂由以下原料按照重量百分比计算:不 饱和聚氧乙烯醚单体为50-75%，丙烯酸为4-8%，马来酸酐为6-12%，丙烯酸羟乙酯或丙烯酸 羟丙酯为11 -20%，链转移剂为0.5-3.0%，引发剂为0.1 -5%，引发助剂为0.01 -2%。2. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述不饱和聚氧乙烯醚为异 戊基聚氧乙烯醚，平均分子量为2400。3. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述链转移剂为磷酸氢钠、 磷酸二氢钠、磷酸三钠、次磷酸钠中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述引发剂为过硫酸铵、过 硫酸钾或双氧水(30%)中的一种或两种。5. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述引发助剂为L-抗坏血 酸、吊白块亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或几种。6. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述丙烯酸羟乙酯的含量为 98% 〇7. 根据权利要求1所述的抗泥型聚羧酸保坍剂，其特征是，所述丙烯酸羟丙酯的含量为 98% 〇8. -种抗泥型聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 将丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯溶于去离子水中配成滴加液A料备用，将引 发助剂溶于去离子水配成滴加液B料备用，将引发剂溶于水配成C料备用； (2) 在容器中加入不饱和聚氧乙烯醚类单体和去离子水搅拌并使其溶解，加入马来酸 酐搅拌溶解，滴加起始温度为25-30°C，加入链转移剂搅拌10分钟，再加入引发剂C料搅拌10 分钟，同时向底液里匀速滴加 A料和B料； (3) A料滴加1.5-3小时，B料滴加2-3.5小时，再保温1小时； (4) 加入氢氧化钠溶液调节反应溶液pH值为6-7,得含固量为40-45%的抗泥型聚羧酸保 坍剂。
【文档编号】C08F222/06GK105859979SQ201610263545
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】刘成舟, 陈娟, 李本秀, 陈凯, 穆黔
【申请人】贵州铁建恒发新材料科技股份有限公司