一種早強(qiáng)型醚類聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有早強(qiáng)功能的聚羧酸減水劑及其制 備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 近年來，隨著高性能混凝土的快速發(fā)展，推動(dòng)著混凝土外加劑的研宄空前活躍。普 通聚羧酸減水劑會(huì)延緩水泥水化，尤其是在低溫條件下，早期強(qiáng)度發(fā)展緩慢，使普通聚羧酸 減水劑的使用受到限制。在預(yù)制構(gòu)件中和搶修工程等，為了增加生產(chǎn)效率，加快施工進(jìn)度， 不僅要求聚羧酸減水劑具有很好的減水分散作用，還要求能夠提高混凝土早期強(qiáng)度。
[0003] 目前，早強(qiáng)型聚羧酸減水劑普遍采用的辦法是復(fù)配傳統(tǒng)的有機(jī)（三乙醇胺、乙酸 鈣等）與無機(jī)（氯化鈣、硝酸鈣、亞硝酸鈉等）早強(qiáng)組分，此方法所得的聚羧酸減水劑用于 混凝土中能夠在一定程度上提高早期強(qiáng)度，但是提高的幅度不大。
[0004] 近年來合成自身具有早強(qiáng)功能的聚羧酸減水劑也有大量研宄，專利CN101205128B 公開了一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑及其制造方法，采用環(huán)氧乙烷聚合度為37和54的烯丙基 聚乙二醇、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸鈉在水溶液中五元共聚得到。但是該專利并未 指出由于烯丙基聚乙二醇聚合活性不高，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低，大量殘留在所合成的聚羧酸減水 劑中的烯丙基聚乙二醇造成減水劑減水率低，顯著延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間，影響產(chǎn)品的使 用。
[0005] 專利CN103450412A公開了一種酯類早強(qiáng)型聚羧酸減水劑的制備方法。該早強(qiáng)型 減水劑通過酰胺化反應(yīng)制備酰胺小單體、酯化反應(yīng)制備酯化大單體，然后與其它不飽和單 體一起進(jìn)行自由基共聚合反應(yīng)而得到。在實(shí)際生產(chǎn)中，酯類單體經(jīng)過高溫酯化反應(yīng)才能制 得，同時(shí)需采用帶水劑，使用分水裝置和回流裝置，減壓蒸餾脫除溶劑，對(duì)設(shè)備要求高，處理 成本也高，并且?guī)畡┍旧砭哂邢喈?dāng)?shù)亩拘?，不利于環(huán)保。酯化反應(yīng)操作復(fù)雜且反應(yīng)過程難 以控制。這便使得整個(gè)生產(chǎn)過程耗時(shí)長(zhǎng)，而且酯化反應(yīng)中加入的阻聚劑對(duì)后期共聚反應(yīng)有 一定影響。
[0006] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明從從分子設(shè)計(jì)的角度著手，研制了一種摻量小、早強(qiáng)效果顯 著、減水率高且坍落度損失小、環(huán)境友好的綠色混凝土外加劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種摻量小、早強(qiáng)效果顯著、減水率高且坍落 度損失小、環(huán)境友好的綠色混凝土外加劑。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0009] 一種早強(qiáng)型醚類聚羧酸減水劑，其特征在于：該減水劑由下述重量份數(shù)的原料制 成的：聚合度為27的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體20-30份，聚合度為113的異戊烯醇 聚乙二醇單甲醚大單體50-60份，丙烯酸6. 5-8. 6份，鏈轉(zhuǎn)移劑0. 3-1. 5份，引發(fā)劑0. 4-0. 6 份，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸2. 5-3. 5份，去離子水125-135份。
[0010] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該減水劑由下述重量份數(shù)的原料制成：聚合度為27的異 戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體20-30份，聚合度為113的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體 50-60份，丙烯酸或者其衍生物單體6. 5-8. 6份，鏈轉(zhuǎn)移劑0. 3-1. 5份，引發(fā)劑0. 4-0. 6份， 2-丙稀酰氨基-2_甲基-1-丙烷橫酸2. 5-3. 5份，去尚子水125-135份。
[0011] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該減水劑由下述重量份數(shù)的原料制成：聚合度為27的異 戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體20份，聚合度為113的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體50 份，丙烯酸或者其衍生物單體6. 5份，鏈轉(zhuǎn)移劑0. 3份，引發(fā)劑0. 4份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基_1_丙烷磺酸2. 5份，去尚子水125份。
[0012] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該減水劑由下述重量份數(shù)的原料制成：聚合度為27的異 戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體30份，聚合度為113的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體60 份，丙烯酸或者其衍生物單體8. 6份，鏈轉(zhuǎn)移劑1. 5份，引發(fā)劑0. 6份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基_1_丙烷磺酸3. 5份，去尚子水135份。
[0013] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該減水劑由下述重量份數(shù)的原料制成：聚合度為27的異 戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體25份，聚合度為113的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體55 份，丙烯酸或者其衍生物單體7. 55份，鏈轉(zhuǎn)移劑0. 9份，引發(fā)劑0. 5份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基-1-丙烷磺酸3份，去離子水130份。
[0014] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸、巰基丙酸、甲基烯丙基磺酸 鈉中的一種或者幾種組分的組合。
[0015] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述的引發(fā)劑為雙氧水、維生素C、過硫酸銨中的一種或 者幾種的組合。
[0016] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該早強(qiáng)型醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟：
[0017] (1)按重量份數(shù)將聚合度為27的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體、聚合度為113 的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸和去離子水加入 到三口燒瓶中，加熱并開動(dòng)攪拌器溶解；
[0018] (2)按重量份數(shù)將鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑溶于40份去離子水中；
[0019] (3)按重量份數(shù)將丙烯酸加入35份去離子水中溶解；
[0020] (4)待反應(yīng)釜溫度升至38-42°C，異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體都溶解后開始 采用恒流泵滴加鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的混合溶液2-3小時(shí)；
[0021] (5) 3分鐘以后開始采用恒流泵滴加反應(yīng)物單體溶液，1. 5-2. 5小時(shí)；
[0022] (6)滴加完后繼續(xù)在40°C保溫反應(yīng)1. 0-2. 0小時(shí)，自然冷卻到45°C以下；
[0023] (7)所得產(chǎn)物用濃堿溶液調(diào)節(jié)pH值至6. 5-7. 0,即得到具有早強(qiáng)功能的聚羧酸減 水劑產(chǎn)品。
[0024] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：該早強(qiáng)型醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟：
[0025] (1)按重量份數(shù)將聚合度為27的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體、聚合度為113 的異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸和去離子水加入 到三口燒瓶中，加熱并開動(dòng)攪拌器溶解；
[0026] (2)按重量份數(shù)將鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑溶于40份去離子水中；
[0027] (3)按重量份數(shù)將丙烯酸衍生物單體加入35份去離子水中溶解；
[0028] (4)待反應(yīng)釜溫度升至38_42°C，異戊烯醇聚乙二醇單甲醚大單體都溶解后開始 采用恒流泵滴加鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的混合溶液2-3小時(shí)；
[0029] (5) 3分鐘以后開始采用恒流泵滴加反應(yīng)物單體溶液，1. 5-2. 5小時(shí)；
[0030] (8)滴加完后繼續(xù)在40°C保溫反應(yīng)1. 0-2. 0小時(shí)，自然冷卻到45°C以下；
[0031] (9)所得產(chǎn)物用濃堿溶液調(diào)節(jié)pH值至6. 5-7. 0,即得到具有早強(qiáng)功能的聚羧酸減 水劑產(chǎn)品。
[0032] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
[0033] 摻量小、早強(qiáng)效果顯著、減水率高且坍落度損失小、綠色環(huán)保，具有較小的分子量 分布和較高的自由基聚合轉(zhuǎn)化率，使用本發(fā)明合成樣品所配制的混凝土早期強(qiáng)度比使用普 通減水劑混凝土早期強(qiáng)度優(yōu)異。
【附圖說明】
[0034] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品的GPC曲線；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品的GPC曲線；
[0037] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品的GPC曲線；
[0038] 圖4為本發(fā)明普通減水劑樣品的GPC曲線。
[0039] 其中：1_本發(fā)明實(shí)施例1合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線光散 射檢測(cè)器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的絕對(duì)分子量；
[0040]2-本發(fā)明實(shí)施例1合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線示差折光檢 測(cè)器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的濃度（也即所占比例）；
[0041]3-本發(fā)明實(shí)施例2合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線光散射檢測(cè) 器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的絕對(duì)分子量；
[0042] 4-本發(fā)明實(shí)施例2合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線示差折光檢 測(cè)器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的濃度（也即所占比例）；
[0043] 5-本發(fā)明實(shí)施例3合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線光散射檢測(cè) 器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的絕對(duì)分子量；
[0044] 6-本發(fā)明實(shí)施例3合成早強(qiáng)型聚羧酸減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線示差折光檢 測(cè)器測(cè)試曲線，可以表征樣品各組分的濃度（也即所占比例）；
[0045] 7-本發(fā)明普通減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線光散射檢測(cè)器測(cè)試曲線，可以表征 樣品各組分的絕對(duì)分子量；
[0046] 8-本發(fā)明普通減水劑樣品經(jīng)GPC分離后，曲線示差折光檢測(cè)器