一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國基礎建設行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)預拌混凝土的產(chǎn)量也是逐年提高。其中 一個重要的原因是"西部大開發(fā)"、"振興東北老工業(yè)基地"、"中部崛起"、"城鄉(xiāng)一體化"和 "一帶一路"等國家重點工程項目的推動。同時聚羧酸減水劑以其高減水高保坍的優(yōu)異性能 和良好的環(huán)保特性而使其備受建材行業(yè)的青睞。
[0003] 近些年來，由于高性能混凝土在建設工程中的廣泛推廣使用，已經(jīng)幾乎消化掉了 質(zhì)量較好的天然砂，而與之替代的是機制砂或質(zhì)量較差的天然砂，其含泥量或者粘土質(zhì)的 石粉含量比較高，這嚴重影響梳型聚羧酸減水劑優(yōu)異性能的發(fā)揮，同時也會使混凝土塌落 度損失較大，嚴重影響了聚羧酸減水劑的進一步推廣。
[0004] 不同地區(qū)的砂石中含泥成分并不相同，例如我國東北和西北地區(qū)砂石中粘土含量 很高，有時甚至含泥量僅為3%時，對聚羧酸減水劑的負面影響就很大。而我國南方有些地 區(qū)，有時含泥量達到15%都不會對混凝土拌合物工作性和強度帶來明顯影響。這說明不僅 與含泥量有關，還與粘土的組成成分有關。
[0005] 在土壤學中，把最大直徑小于2 μπι定義為粘土。就目前來看，從礦物學來講，弓丨 起聚羧酸減水劑性能變差的粘土主要是高嶺土（Al2O3 · 2Si02 · 2Η20)、膨潤土（(Al2, Mg3) Si4OltlOH2 ·ηΗ20)和伊利石（Ka75(Alh75R) [Si3.5AlQ.501(l] (OH)2)。高嶺土的離子交換能力是所 有層狀礦物中是最弱的，高嶺石的基本結構是由一個硅氧四面體層和鋁氧八面體層連接而 成，層間距小于0. 715nm，以氫鍵連接，無水，是八面體的1:1層狀構造的硅酸鹽礦物。膨潤 土晶層間距在0. 96~4nm之間，層間距變化較大，層間滑移能力強。其晶體結構是由兩層 硅氧四面體和一層介于中間的鋁（鎂）氧八面體組成，形成2:1型層狀硅酸鹽礦物，硅氧四 面體中的硅離子經(jīng)常被鋁離子替換，鋁氧八面體的鋁離子可以被鎂離子和亞鐵離子等陽離 子進行交換，其交換能力是最強的。伊利石含有吸附水合結構水的層狀物質(zhì)。其晶體結構 與蒙脫土類似，主要區(qū)別是晶格取代作用多發(fā)生在四面體中，伊利石晶格不容易膨脹，水不 容易進入晶體層狀結構之間。因為伊利石的負電荷主要產(chǎn)生在四面體晶片中，離子表面近， 鉀離子與晶體層面的負電荷之間的靜電引力要比氫鍵強，水也不容易進入晶體層間。三種 礦物對聚羧酸減水劑性能影響大小如下：蒙脫土 >伊利石~高嶺石。
[0006] 中國專利文獻 CN 103641963 A、CN 102617811 A 和 CN 102898061 A 等都摻有陽 離子可聚單體，做成兩性聚羧酸，但其制備成本高，難以工業(yè)化，其高出的制備成本完全可 以用普通聚羧酸減水劑提摻量來抵消。中國專利文獻CN 103896512 A指出使用聚丙烯酸鈉 作為抗泥劑的一部分，但是并未指出分子量范圍，聚丙烯酸鈉其到分散和插層抗泥作用時， 其分子量是有嚴格范圍的，分子量太高，就會起到絮凝或沉降等作用，并不是分散作用。中 國專利文獻CN 102923989 A使用的中和劑為多乙烯多胺類腫胺，中和后形成叔胺，一方面 其價格高，另一方面形不成季銨鹽陽離子，就不具有阻泥劑。本專利使用能形成季銨鹽的叔 胺進行中和制備抗泥型聚羧酸超塑化劑。中國專利文獻CN 102875051 A摻入反應單體類 似于仲胺類，中和之后形成叔胺，并沒有季銨鹽類抗泥效果好，同時成本較高，同時使用的 大單體為EO/PO嵌段型大單體，其工業(yè)化成本較高，同時EO/PO的比例會嚴重影響直接大單 體的HLB值，從而影響其表面活性。
[0007] 因此，制備一種成本較低，制備方法簡單，同時又抵消粘土對聚羧酸超塑化劑的負 面影響的聚羧酸減水劑，將會對聚羧酸減水劑的推廣起到重要的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明目的：本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術存在的問題做出改進，即本發(fā)明公開了一種 抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法。
[0009] 技術方案：一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法，該聚羧酸減水劑由以下質(zhì)量百 分比的原料組成：
[0010] 引氣劑 0· 01% ~0· 1% ;
[0011] 聚羧酸超塑化劑15 %~25% ;
[0012] 絡合劑 0· 5%~2. 5% ;
[0013] 緩凝劑 0.1 %~3%;
[0014] 犧牲劑2%~5%;
[0015] 消泡劑0. 01 %~0. 05%，余量為去離子水；包括以下步驟：
[0016] (1)、向攪拌釜中依次加入66. 9~77. 4份去離子水、15~25份聚羧酸超塑化劑和 0. 01~0. 05份消泡劑，在150~200轉/分鐘的轉速下攪拌5~IOmin ;
[0017] (2)、向步驟（1)中的攪拌釜中加入0.01~0· 1份引氣劑、0.5~2. 5份絡合劑、 〇. 1~3份緩凝劑和2~5份犧牲劑，在150~200轉/分鐘的轉速下攪拌5~lOmin，即 得到抗泥型聚羧酸減水劑。
[0018] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：抗泥型聚羧 酸減水劑的結構通式為：
[0019]
[0020] 式中 a:b = (3. 5 ~4. 2) : 1，
[0021] R1SH 或 CH 3，
[0022] 馬為 H 或 CH 3或 CH 2CH3或 CH 2CH20H，
[0023] R3為 CH 2012或 CH 2012012或 CH 2CH2CH2CH2，
[0024] c = 47 ~72，
[0025] M 為 K+或
[0026] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述引氣劑 為十二烷基硫酸鈉或十二烷基醇醚硫酸鈉或烷基酚聚氧乙烯醚。
[0027] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述聚羧酸 超塑化劑為是丙烯酸與烷（氧）基乙烯基聚氧乙烯醚的共聚物的水溶液，所述聚羧酸超塑 化劑的質(zhì)量濃度為40%。
[0028] 進一步地，所述聚羧酸超塑化劑的粘均分子量為15000~25000。
[0029] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述絡合劑 為水溶液，所述絡合劑的溶質(zhì)為乙二胺四乙酸二鉀鹽、二乙烯三胺五甲叉膦酸鉀鹽、乙二胺 四甲叉膦酸鉀鹽和雙1，6-亞己基三胺五甲叉膦酸鉀鹽中的一種。二乙烯三胺五甲叉膦酸 鉀鹽是二乙烯三胺五甲叉膦酸與氫氧化鉀中和后的產(chǎn)品。乙二胺四甲叉膦酸鉀鹽是乙二胺 四甲叉膦酸與氫氧化鉀中和后的物質(zhì)。
[0030] 進一步地，所述絡合劑的質(zhì)量濃度為40%。
[0031] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述緩凝劑 為葡萄糖酸鉀或三聚磷酸鉀。
[0032] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述犧牲劑 為聚丙烯酸鉀水溶液或聚丙烯酸-甲基丙烯磺酸鈉水溶液。聚丙烯酸-甲基丙烯磺酸鈉是 一種丙烯酸與甲基丙烯磺酸鈉的共聚物，化學簡寫AA-co-SMAS。
[0033] 進一步地，所述聚丙烯酸鉀的粘均分子量為2000~6000,質(zhì)量濃度為20% ;所述 聚丙烯酸-甲基丙烯磺酸鈉的粘均分子量為2000~6000,質(zhì)量濃度為20%。
[0034] 作為本發(fā)明中一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法的一種優(yōu)選方案：所述消泡劑 為有機硅類或聚醚類。
[0035] 進一步地，所述有機硅類為聚二甲基硅氧烷。
[0036] 進一步地，所述聚醚類為聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
[0037] 有益效果：本發(fā)明公開了一種抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法，其具有以下有益 效果：
[0038] 1、采用抗泥工藝制備的聚羧酸超塑化劑為母液，提高高含泥量砂石的適應性，同 時絡合劑可以與粘土表層鈣離子絡合，抑制粘土對聚羧酸超塑化劑的化學吸附，以及犧牲 劑可以率先吸附于粘土層間，抑制粘土對聚羧酸超塑化劑的物理插層吸附，兩者更進一步 提高聚羧酸減水劑的粘土適應性，可使高含泥量（7%以上）的混凝土具有非常良好的初始 及保持性能；
[0039] 2、制備方法簡單，制備過程無污染，原料成本低、來源廣，粘土適應性廣。
【具體實施方式】：
[0040] 下面對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細說明。
[0041] 在實施例中將會用到下列縮寫：
[0042] PC-I : 3. 6mol丙烯酸與Imol甲基烯丙基聚氧乙烯醚的共聚物，粘均分子量為 65780,中和劑為氫氧化鈉。
[0043] PCE-I : 3. 5mol甲基丙烯酸與Imol
的共聚物，粘均分子 量為15035,中和