一種聚羧酸系減水劑母液及其制備方法和應用
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及建筑材料中混凝±用外加劑技術(shù)領域，尤其設及一種聚簇酸系減水劑 母液及其制備方法和應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 減水劑是一種重要的混凝±外加劑，是現(xiàn)代混凝±不可或缺的重要組分。在混凝 ±和易性及水泥用量不變的條件下，使用減水劑可W減少拌合用水量、提高混凝±強度。聚 簇酸系減水劑作為繼木巧等第一代普通減水劑和糞系等第二代高效減水劑之后發(fā)展起來 的第=代高性能減水劑，具有滲量低、減水率高、抗壓強度高等優(yōu)點，因而逐漸得到大量應 用。
[0003] 然而，目前聚簇酸系減水劑合成方法千差萬別，質(zhì)量參差不齊，再加上混凝±原材 料質(zhì)量波動大、性能不穩(wěn)定，造成了聚簇酸減水劑在實際應用中出現(xiàn)各種不適應性問題，比 如表現(xiàn)為混凝±巧落度經(jīng)時損失過快、泌水離析現(xiàn)象嚴重、敏感度高等等。W上問題嚴重影 響混凝±的正常施工，為工程質(zhì)量帶來隱患。因此，需要開發(fā)一種高保水高保巧聚簇酸系減 水劑，用于改善混凝±的工作性能、力學性能和耐久性能，滿足工程需要，提高建筑工程質(zhì) 量。
[0004][0005] 申請?zhí)枮镃N101041570A介紹了一種聚簇酸系高性能減水劑的配方及其制造方 法。其制備過程分為兩步，第一步醋化過程將聚乙二醇單甲酸，甲基丙締酸，催化劑，阻聚劑 和帶水劑投入反應蓋中，加熱升溫進行醋化反應。聚合過程將丙締酸，分子量調(diào)節(jié)劑和水加 到反應蓋中，升溫到80°C后，加過硫酸錠水溶液到反應蓋中進行自由基聚合反應，然后降溫 至50°C，加入液堿進行中和，制得聚簇酸高性能減水劑產(chǎn)品。運種減水劑的減水率和流動性 保持能力較好，但采用兩步法合成，工藝復雜，生產(chǎn)時間較長。
[0006] 申請?zhí)枮镃N200510018890.X的中國專利文獻采用聚乙二醇、丙締酸、甲基丙締橫 酸鋼為原料，先聚合后醋化法制備聚簇酸高效減水劑。但采用聚乙二醇作為接枝側(cè)鏈需要 控制其50%的醋化率，而且容易生成雙醋，在聚合過程中會產(chǎn)生交聯(lián)得到體形聚合物，導致 所合成的聚簇酸產(chǎn)品穩(wěn)定性發(fā)生波動，同樣需要兩步反應來合成聚簇酸，不利于工業(yè)化生 產(chǎn)和應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服上述缺陷和解決上述問題，本發(fā)明進行了廣泛深入地研究，通過調(diào)整甲 基締丙醇聚氧乙締酸或異戊締醇聚氧乙締酸、不飽和酸和/或不飽和酸衍生物、W及鏈轉(zhuǎn) 移劑、引發(fā)劑用量，控制聚簇酸減水劑母液分子結(jié)構(gòu)和減水效果，合成聚簇酸系減水劑母 液。合成的聚簇酸系減水劑母液具有高保水高保巧的特點，并復合W各種優(yōu)質(zhì)保巧組分、消 泡劑等輔助材料，得到高保水高保巧型聚簇酸減水劑。
[0008] 本發(fā)明的目的在于克服W往減水劑生產(chǎn)工藝復雜、混凝±容易泌水離析、敏感度 高等缺點，提供一種簇酸系減水劑母液及其制備方法，還提供一種由減水劑母液制備的減 水劑，該減水劑具有保水保巧效果好、綜合性能優(yōu)異的特點。
[0009] 一種聚簇酸系減水劑母液，由W下重量百分的原料制成：
[0010] 不飽和聚氧乙締酸33%~37%;不飽和酸和/或不飽和酸衍生物3%~6%;鏈轉(zhuǎn) 移劑0. 03%~0. 8% ;引發(fā)劑0. 25%~0. 35% ;堿0. 9%~1. 5% ;其余為水。
[0011] 優(yōu)選所述不飽和聚氧乙締酸為甲基締丙醇聚氧乙締酸或異戊締醇聚氧乙締酸，平 均分子量為2200-2400。
[0012] 優(yōu)選所述不飽和酸為丙締酸；不飽和酸衍生物為丙締酸徑乙醋、丙締酸徑丙醋、丙 締酸乙醋、乙酸乙締醋和2-丙締酷胺-2-甲基丙締橫酸的一種或幾種。
[0013] 優(yōu)選所述鏈轉(zhuǎn)移劑為自琉基丙酸、甲基締丙基橫酸鋼和琉基乙酸中的一種或幾 種。
[0014] 優(yōu)選所述引發(fā)劑為過硫酸錠、過硫酸鐘和過硫酸鋼中的一種或幾種。
[0015] 優(yōu)選所述堿為氨氧化鋼。
[0016] 本發(fā)明還提供一種聚簇酸系減水劑母液的制備方法，包括如下步驟：
[0017] ①備料：將引發(fā)劑與水混合制得引發(fā)劑水溶液，記作a料；將鏈轉(zhuǎn)移劑、不飽和酸 和/或不飽和酸衍生物、水混合制得水溶液，記作b料；
[0018] ②聚合：將不飽和聚氧乙締酸和水加入反應蓋中，攬拌至溶解；攬拌均勻后，升溫 到50~60°C，同時滴加a料和b料，保持溫度恒定，加料完畢后，保溫繼續(xù)反應2~3小時， 用堿溶液中和至抑為7~9,得到聚簇酸系減水劑母液。
[0019]優(yōu)選聚合溫度為60 ±rc，運樣可W得到減水效果更好的減水劑母液。
[0020] 優(yōu)選所述滴加a料和b料的時間控制在2~4小時。
[0021] 優(yōu)選所述b料為鏈轉(zhuǎn)移劑、不飽和酸、不飽和酸衍生物和水制得的水溶液。運樣可 W得到穩(wěn)定的溶液，制備減水劑母液時反應容易控制。
[0022] 本發(fā)明還提供一種由上述聚簇酸系減水劑母液制備的聚簇酸系減水劑，由W下 重量百分的原料制成，聚簇酸系減水劑母液23%~29% ;保巧組分1%~5% ;消泡劑 0. 005%~0. 05% ;水余量。
[0023] 優(yōu)選所述保巧組分為葡萄糖酸鋼、焦亞憐酸鋼和六偏憐酸鋼中的一種或幾種。
[0024] 本發(fā)明還提供一種聚簇酸系減水劑的制備方法：在容器中依次加入水、消泡劑、上 述聚簇酸系減水劑母液，混合攬拌均勻，再加入保巧組分攬拌均勻得到一種聚簇酸系減水 劑。
[0025] 本發(fā)明與同類產(chǎn)品及工藝相比，具有顯著的有益效果：
[0026] 1、現(xiàn)有技術(shù)中減水劑的合成需要加入還原劑來控制減水劑合成反應速度和減水 劑分子量，本發(fā)明的聚簇酸系減水劑母液根據(jù)分子設計原理，采用自由基聚合在水溶液中 一步法合成，在不需要還原劑的情況下，通過調(diào)整甲基締丙醇聚氧乙締酸或異戊締醇聚氧 乙締酸、不飽和酸和/或不飽和酸衍生物、W及鏈轉(zhuǎn)移劑、引發(fā)劑用量，控制減水劑合成反 應速度，控制聚簇酸減水劑母液的分子結(jié)構(gòu)和減水效果，使聚簇酸減水劑母液具有高保水 高保巧的特點，從而解決了部分聚簇酸系減水劑容易導致混凝±泌水、離析、敏感度高、巧 落度損失快等缺點，實現(xiàn)聚簇酸減水劑高保水高保巧雙重功能。
[0027] 2、由本發(fā)明聚簇酸系減水劑母液復合W各種優(yōu)質(zhì)保巧組分、消泡劑等制備的聚簇 酸系減水劑具有滲量低、減水率高、保水保巧效果好、水泥適應性好等優(yōu)點，可大幅減少混 凝±的水灰比，并且通過復配保巧組分后，可進一步改善混凝±巧落度保持效果，改善混凝 ±的工作性能、力學性能和耐久性能，對降低施工成本和工人勞動強度、提高建筑工程質(zhì)量 和延長使用壽命等方面具有重要意義。
[0028] 3、本發(fā)明制備方法工藝簡單，成本低，設備投資少。反應體系穩(wěn)定，容易控制，整個 反應過程無溶劑，綠色環(huán)保，屬于清潔生產(chǎn)，有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護。
【具體實施方式】[002引對比實施例
[0030] 按下述原料量及工藝制備普通型聚簇酸系減水劑，具體為：
[0031] (1)制備普通型聚簇酸系減水劑母液P-I
[0032] ①備料：心抗壞血酸0. 30g，加入13g去離子水中，混合均勻，A罐備用，是為a料； 丙締酸23.Og,甲基丙締橫酸鋼4.Og,加入40g去離子水中，混合均勻，B罐備用，是為b料；
[0033] ②聚合：向配有溫度計和電動攬拌機的玻璃反應器中加入去離子水283. 45g和不 飽和聚氧乙締酸（Mw= 2400) 200g、攬拌充分溶解后，升溫至60度，加入質(zhì)量濃度為30%的 &〇2〇. 50g，攬拌均勻，然后同時滴加a料和b料，a料滴加3小時，b料滴加2. 5小時，a料滴 加完畢后保溫反應2小時，用30%氨氧化鋼水溶液15g中和至抑值到7~9,得到普通型 聚簇酸系減水劑母液P-1，其固含量約為40%。
[0034] (2)制備普通型聚簇酸系減水劑M-I
[0035] 在容器C中依次加入去離子水720.Og、有機娃消泡劑0.Ig、普通型聚簇酸系減水 劑母液P-1250g，混合攬拌，加入保巧組分葡萄糖酸鋼30.Og,攬拌均勻，得到一種聚簇酸系 減水劑M-I。
[0036] 實施例1
[0037] 按下述原料量及工藝制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑，具體為：
[0038] (1)制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑母液D-I
[0039] ①備料：過硫酸錠3. 20g，加入13g去離子水中，混合均勻，A罐備用，是為a料；丙 締酸32.Og,乙酸乙締醋1. 5克，琉基丙酸0. 7g，加入30g去離子水中，混合均勻，B罐備用， 是為b料；
[0040] ②聚合：向配有溫度計和電動攬拌機的玻璃反應器中加入去離子水543. 5g、異戊 締醇聚氧乙締酸（MW= 2400) 355g，攬拌均勻，升溫至60 +rC，同時滴加a料和b料，a料 滴加3小時，b料滴加2. 5小時，a料滴加完畢后繼續(xù)反應反應2小時，用40%氨氧化鋼水 溶液25g中和至抑值到7~9,得到高保水高保巧型聚簇酸系減水劑母液D-I，其固含量約 為 40%。
[0041] 所述乙酸乙締醋還可W是丙締酸徑乙醋、丙締酸徑丙醋、丙締酸乙醋或2-丙締酷 胺-2-甲基丙締橫酸。
[0042] (2)制備一種高保水高保巧型聚簇酸系減水劑B-I
[0043] 在容器C中依次加入去離子水720.Og、有機娃消泡劑0.Ig、高保水高保巧型聚簇 酸系減水劑母液D-1250g，混合攬拌，加入保巧組分葡萄糖酸鋼30.Og,攬拌均勻，得到一種 高保水高保巧型聚簇酸系減水劑B-I。
[0044] 實施例2
[0045] 按下述原料量及工藝制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑，具體為：
[0046] (1)制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑母液D-2
[0047] ①備料：過硫酸錠3.Og,加入13g去離子水中，混合均勻，A罐備用，是為a料；丙 締酸50.Og,琉基丙酸0. 5g，加入30g去離子水中，混合均勻，B罐備用，是為b料；
[0048] ②聚合：向配有溫度計和電動攬拌機的玻璃反應器中加入去離子水543. 5g、甲基 締丙醇聚氧乙締酸（MW= 2200) 340g，攬拌均勻，升溫至60 ±rC，同時滴加a料和b料，a料 滴加3小時，b料滴加2. 5小時，a料滴加完畢后繼續(xù)反應反應3小時，用40%氨氧化鋼水 溶液25g中和至抑值到7~9,得到高保水高保巧型聚簇酸系減水劑母液D-2,其固含量約 為 40%。
[0049] 似制備一種高保水高保巧型聚簇酸系減水劑B-2
[0050] 在容器C中依次加入去離子水700.Og、聚酸類消泡劑0.Ig、高保水高保巧型聚簇 酸系減水劑母液D-2250g，混合攬拌，加入保巧組分葡萄糖酸鋼50.Og,攬拌均勻，得到一種 高保水高保巧型聚簇酸系減水劑B-2。
[00川實施例3
[0052] 按下述原料量及工藝制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑，具體為：
[0053] (1)制備高保水高保巧型聚簇酸系減水劑母液D-3
[0054] ①備料：過硫酸錠2. 80g，加入13g去離子水中，混合均勻，A罐備用，是為a料；丙 締酸37.Og,琉基丙酸0. 45g，加入30g去離子水中，混合均勻，B罐備用，是為b料；
[0055] ②聚合：向配有溫度計和電動攬拌機的玻璃反應器中加入去離子水543. 5g、異戊 締醇聚氧乙締酸（MW= 2400) 350g