一種復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于阻泥劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚羧酸減水劑以其摻量低、減水率高、流動(dòng)性保持好，水泥適應(yīng)性好，有害成分含 量低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于建筑行業(yè)，目前已是市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。但聚羧酸減水劑受泥的影響 大，限制了其發(fā)展。
[0003] 近年來(lái)，已由不少人陸續(xù)發(fā)表有關(guān)聚羧酸減水劑對(duì)泥適應(yīng)性的研究。一種行之有 效的思路是添加一種能與泥表面緊密吸附的成分作為犧牲劑，抑制粘土分散微粒運(yùn)移，減 少泥對(duì)聚羧酸減水劑的影響。
[0004] 專利CN201510198113.1公開了一種使用水性聚合物、沒(méi)食子酸、二乙二醇生產(chǎn)阻 泥劑的方法，該產(chǎn)品可以減少混凝土減水劑在泥顆粒上的吸附，提高高含泥量混凝土體系 的流動(dòng)度，顯著提高混凝土減水劑的保坍性。
[0005] 專利CN201110204681.X提出，在引發(fā)劑的作用下，溫度為5°C-30°C、pH值在6-8的 環(huán)境下將不飽和一元羧酸及其衍生物單體、鏈轉(zhuǎn)移單體及共聚單體在水溶液中共聚得到一 種抑制粘土副作用的外加劑。
[0006] 專利CN201110129124.6通過(guò)加入由低溫引發(fā)劑水溶性偶氮鹽和高溫引發(fā)劑過(guò)硫 酸鹽組成的復(fù)合引發(fā)劑以及金屬離子螯合物，經(jīng)過(guò)三步升溫合成二甲基二烯丙基氯化銨與 丙烯酰胺聚合物。具體方法如下：在室溫下加入高純工業(yè)品二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯 酰胺，通入氮?dú)猓贿厰嚢柘乱贿吋尤虢饘匐x子螯合劑乙二胺四乙酸四鈉或乙二胺四乙酸 二鈉、由水溶性偶氮鹽和過(guò)硫酸鹽組成的復(fù)合引發(fā)劑、去離子水。待分散均勻后停止攪拌和 通氮?dú)?，分別在46 °C~55 °C、60°C~70°C、81°C~91°C三個(gè)溫度段進(jìn)行聚合反應(yīng)和熟化得到 二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺共聚物膠體。
[0007] 專利CN201210136844.X公開一種高防膨性兩性離子聚合物粘土穩(wěn)定劑及制備方 法，其具體合成方法如下:將乳化完全的N-烯丙基油酰胺與丙烯酰胺、丙烯酸鈉、二甲基二 烯丙基氯化銨配成單體總質(zhì)量百分濃度為1〇%_25%的溶液，調(diào)節(jié)pH為6-8,通氮?dú)?0min， 加入引發(fā)劑，繼續(xù)通氮?dú)?0min，在30°C-70°C下反應(yīng)8-12h，用無(wú)水乙醇提純后得到該四元 聚合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑的制備方法，該制備方 法能解決高含泥量混凝土使用性能欠佳的問(wèn)題，制備的阻泥劑與聚羧酸減水劑親和性好， 能有效減小泥對(duì)其的影響。
[0009] 本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻 泥劑的制備方法，包括以下步驟:選取反應(yīng)單體不飽和醇或其衍生物、二甲基二烯丙基氯化 銨和水加入反應(yīng)設(shè)備中，配制成反應(yīng)溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液溫度為50~60°C，在引發(fā)劑作用下 攪拌共聚反應(yīng)3~4h，反應(yīng)結(jié)束后，采用堿性溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值為6~8,然后加入聚合 氯化鋁或聚合氯化鋯復(fù)配，即制得復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑；
[0010]或選取反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物、二甲基二烯丙基氯 化銨和水加入反應(yīng)設(shè)備中，配制成反應(yīng)溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液溫度為50~60°C，在引發(fā)劑作用 下攪拌共聚反應(yīng)3~4h，反應(yīng)結(jié)束后，采用堿性溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值為6~8,然后加入聚 合氯化鋁或聚合氯化鋯復(fù)配，即制得復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑。
[0011] 本發(fā)明所述反應(yīng)單體包括不飽和醇或其衍生物和二甲基二烯丙基氯化銨;或丙烯 酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物和二甲基二烯丙基氯化銨。
[0012] 本發(fā)明通過(guò)在反應(yīng)單體中引入不飽和醇或其衍生物，可以增加復(fù)合型聚羧酸減水 劑用阻泥劑的親水性。
[0013] 本發(fā)明通過(guò)加入聚合氯化鋁或聚合氯化鋯對(duì)共聚物進(jìn)行改性，可以增強(qiáng)聚合物對(duì) 泥的吸附能力。
[0014] 在上述復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑的制備方法中：
[0015]所述的反應(yīng)單體不飽和醇或其衍生物與二甲基二烯丙基氯化銨的物質(zhì)的量比為 1:0.5~1.2;或所述的反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物與二甲基二烯 丙基氯化銨的物質(zhì)的量比為1:0.1~1.2:0.5~2.6。
[0016]所述反應(yīng)溶液中反應(yīng)單體的質(zhì)量百分含量?jī)?yōu)選為20~50%。
[0017] 所述丙烯酰胺衍生物優(yōu)選為甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺或N-異丙基丙烯酰 胺;所述的不飽和醇優(yōu)選為一元醇，所述的一元醇的分子式為(CH 2)xO,其中X為3~6,所述 的不飽和醇衍生物優(yōu)選為甲基烯丙醇或丙烯乙二醇。
[0018] 所述引發(fā)劑的用量?jī)?yōu)選為反應(yīng)單體總質(zhì)量的1~8%，其質(zhì)量濃度優(yōu)選為5~10%。
[0019] 所述的引發(fā)劑優(yōu)選包括氧化劑和還原劑，二者的物質(zhì)的量比優(yōu)選為1:0.1~2.0。
[0020] 本發(fā)明中的引發(fā)劑優(yōu)選采用氧化-還原引發(fā)體系，氧化-還原引發(fā)體系活化能低， 可以在0~50°C下反應(yīng)。
[0021 ]所述的氧化劑優(yōu)選為雙氧水、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、異丙苯過(guò)氧化氫或 高錳酸鉀，所述的還原劑優(yōu)選為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫酸亞鐵、 硫酸亞銅、抗壞血酸、抗壞血酸鈉或草酸。
[0022]所述的堿性溶液優(yōu)選為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙二胺或三乙醇胺水溶液，其質(zhì)量百 分含量為20~50%。
[0023] 共聚反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物、二甲基二烯丙 基氯化銨、引發(fā)劑和水的加入方式優(yōu)選具有以下五種：
[0024] (1)在共聚反應(yīng)過(guò)程中，將反應(yīng)單體不飽和醇或其衍生物、二甲基二烯丙基氯化 銨、引發(fā)劑和水一次性加入反應(yīng)設(shè)備中；
[0025] (2)在共聚反應(yīng)過(guò)程中，將反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物、 二甲基二烯丙基氯化銨、引發(fā)劑和水一次性加入反應(yīng)設(shè)備中；
[0026] (3)在共聚反應(yīng)過(guò)程中，將反應(yīng)單體不飽和醇或其衍生物、二甲基二烯丙基氯化銨 和水制成反應(yīng)溶液后加入到反應(yīng)設(shè)備中，待反應(yīng)溶液溫度升至50~60°C后，再將引發(fā)劑配 成水溶液逐滴滴入；
[0027] (4)在共聚反應(yīng)過(guò)程中，將反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、不飽和醇或其衍生物、 二甲基二烯丙基氯化銨和水制成反應(yīng)溶液后加入到反應(yīng)設(shè)備中，待反應(yīng)溶液溫度升至50~ 60°C，再將引發(fā)劑配成水溶液逐滴滴入；
[0028] (5)在共聚反應(yīng)過(guò)程中，將反應(yīng)單體丙烯酰胺或其衍生物、二甲基二烯丙基氯化銨 和水制成反應(yīng)溶液后加入到反應(yīng)設(shè)備中，在攪拌條件下將反應(yīng)溶液溫度升至50~60°C，再 將不飽和醇或其衍生物、引發(fā)劑配成水溶液逐滴滴入。
[0029] 采用以上五種方式，均可實(shí)現(xiàn)復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑的制備過(guò)程。
[0030] 當(dāng)采用第(3)、（4)和(5)種的方式時(shí)，引發(fā)劑的滴加時(shí)間在1.0~3.Oh為宜，當(dāng)采用 第(5)種方式時(shí)，反應(yīng)單體不飽和醇或其衍生物的滴加時(shí)間在1.0~2. Oh為宜。
[0031] 本發(fā)明所述聚合氯化鋁或聚合氯化鋯的分子量?jī)?yōu)選為600~800,鹽基度優(yōu)選為50 ~80%，其用量?jī)?yōu)選占反應(yīng)單體總質(zhì)量的5~30%。
[0032] 本發(fā)明的原理是:在氧化-還原體系的作用下，通過(guò)自由基聚合合成雜環(huán)型有機(jī)陽(yáng) 離子聚合物，其結(jié)構(gòu)式中位于側(cè)基的陽(yáng)離子能與粘土緊密結(jié)合，在表面形成一層保護(hù)膜，抑 制其水化膨脹。由于有機(jī)陽(yáng)離子聚合物分子量較大，分子主要呈蜷曲構(gòu)象，難以完全包裹粘 土顆粒。而聚合氯化鋁和聚合氯化鋯等無(wú)機(jī)陽(yáng)離子聚合物分子量小，結(jié)構(gòu)與粘土的硅氧四 面體類似，能與粘土緊密結(jié)合。兩者配合使用能產(chǎn)生一定的協(xié)調(diào)效應(yīng)，增強(qiáng)對(duì)粘土的抑制作 用。聚合氯化鋁和聚合氯化鋯參與反應(yīng)后，所含的氯離子濃度能下降到3 Χ10-5%以下，對(duì)混 凝土造成的影響極其微小。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0034] (1)本發(fā)明中的制備方法能解決高含泥量混凝土使用性能欠佳的問(wèn)題，制備的阻 泥劑與聚羧酸減水劑親和性好，能有效減小泥對(duì)其的影響；
[0035] (2)采用本發(fā)明中的制備方法制成的復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑，作為一種抑 制粘土不良影響的外加劑與聚羧酸減水劑配合使用，能有效降低其對(duì)骨料含泥量的敏感 性，提尚工作性能；
[0036] (3)生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化生產(chǎn)及質(zhì)量控制；
[0037] (4)最終產(chǎn)品對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 將72g 丁烯醇、81g二甲基二烯丙基氯化銨、5.54g濃度為30 %的雙氧水和10.24g抗 壞血酸和353g水混合加入到四頸燒瓶中。將溫度升至55°C，攪拌反應(yīng)4h，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 的氫氧化鈉溶液中和至pH = 7。加入15.3g分子量在600~800、鹽基度在50%~80%的聚合 氯化鋯復(fù)配，得到復(fù)合型聚羧酸減水劑用阻泥劑1。
[0040]