專利名稱：一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑及其制備方法
一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土養(yǎng)護(hù)是混凝土施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合適的養(yǎng)護(hù)能夠大幅度提高混凝土的耐久性、強(qiáng)度、耐磨性、體積穩(wěn)定性以及抗凍融性等性能?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)方法主要包括噴霧灑水養(yǎng)護(hù)、濕的覆蓋物養(yǎng)護(hù)(例如粗麻布、棉席和毯子等)、塑料膜養(yǎng)護(hù)和成膜養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。 目前混凝土養(yǎng)護(hù)常用的方法還是濕覆蓋物養(yǎng)護(hù)和噴水養(yǎng)護(hù)，主要原因是成膜養(yǎng)護(hù)劑的養(yǎng)護(hù)效果無法滿足實(shí)際需要，即在7天內(nèi)混凝土表面的相對(duì)濕度要保持在80%以上。按照建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC-901-2002)和美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM C156-03),高性能養(yǎng)護(hù)劑在高溫低濕條件下，72小時(shí)內(nèi)保水率要達(dá)到90%，每平方米失水要小于550克。國(guó)內(nèi)目前市售混凝土養(yǎng)護(hù)劑主要包括兩種1，如專利200510026315公開的，利用堿性硅酸鹽，通過提高混凝土密實(shí)度達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的的養(yǎng)護(hù)劑，但是其保水率較低，已逐漸被市場(chǎng)淘汰；2，通過苯丙乳液復(fù)配其他無機(jī)填料，如專利200810124748. 7公開的養(yǎng)護(hù)劑，主要利用苯丙乳液在混凝土表面形成致密的高分子薄膜，來阻礙混凝土表面的水分蒸發(fā)。但是由于傳統(tǒng)苯丙乳液是通過苯乙烯和丙烯酸酯類單體共聚得到，分子結(jié)構(gòu)是線性的，膜結(jié)構(gòu)疏松，因此水蒸氣在膜中的傳輸速率較大，導(dǎo)致制備得到的養(yǎng)護(hù)劑保水率在75%左右，很難滿足高保水率的要求 (>90% )，嚴(yán)重制約了成膜養(yǎng)護(hù)劑的推廣使用。
技術(shù)內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，包括如下步驟
Ajf 40-80份苯乙烯和20-60份丙烯酸酯類單體制備為乳液，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)；
B、向步驟A所得乳液中滴加質(zhì)量濃度為1-2%的第一引發(fā)劑溶液，所述第一引發(fā)劑溶液的用量為步驟A所得乳液質(zhì)量的18-25% ；
C、將10-5份苯乙烯、50-90份丙烯酸酯類單體、1_2份丙烯酸和質(zhì)量濃度為1_3% 的第二引發(fā)劑溶液滴加到步驟B所得的物料中，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)l_3h，得聚合物乳液，所述第二引發(fā)劑溶液的用量為步驟A所得乳液質(zhì)量的28-38%，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)；
D、將30-70%的步驟C所得的聚合物乳液、1-3%的成膜助劑、1-3%的增塑劑、 1-2%的消泡劑、1-3%的流平劑和余量的水混勻，得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑。
上述第一引發(fā)劑溶液和第二引發(fā)劑溶液的主要區(qū)別為濃度不同，兩者所用的乳化劑可以相同，也可以不同。成膜助劑、增塑劑、消泡劑和流平劑均可采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的試劑，優(yōu)選為成膜助劑為醇酯-12，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，流平劑為氟碳流平劑，消泡劑為正辛醇。
為了提高反應(yīng)效率，同時(shí)保證產(chǎn)品的保水率，步驟B和步驟C均在70_90°C下進(jìn)行， 滴加時(shí)間均為40-60min。
為了提高產(chǎn)品的保水率，同時(shí)降低成本、保證原料的方便易得，步驟A和步驟C中丙烯酸酯類單體均為甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸辛酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸異辛酯，丙烯酸異辛酯， 甲基丙烯酸十二酯或丙烯酸十二酯中的一種或者兩種以上任意配比的混合物。
為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的保水率，步驟A中，苯乙烯為50-70份，丙烯酸酯類單體為 30-50份；步驟C中，苯乙烯為20-40份，丙烯酸酯類單體為60-80份。
為了提高產(chǎn)品的保水率，同時(shí)保證聚合物乳液的分散性、穩(wěn)定性等性能，步驟C所得聚合物乳液的質(zhì)量固含量為40-60%。
為了得到性能優(yōu)異的乳液，步驟A中，制備乳液所用的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉質(zhì)量比為(8:1) - (10:1)的復(fù)配物。
為了保證聚合效率，步驟B和步驟C中的引發(fā)劑溶液為過硫酸鉀溶液。
由上述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法所制備的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑。
本發(fā)明提供的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，制得的聚合物乳液具有典型的核殼結(jié)構(gòu)，且核和殼的化學(xué)結(jié)構(gòu)容易控制，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)便.與傳統(tǒng)苯丙乳液相比，成膜速率快， 結(jié)構(gòu)致密，保水率得到了大幅度提升，在20%的固含量時(shí)，保水率可達(dá)到95%以上。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
各實(shí)施例中，高性能混凝土養(yǎng)護(hù)劑保水率測(cè)試按照建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC901-2002《水泥混凝土養(yǎng)護(hù)劑》。
實(shí)施例I
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化IOg苯乙烯和15g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核單體乳液；將0. 15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在75°C條件下，滴加到配置好的核單體乳液中，40min滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C下，將(I) 2. 5g苯乙烯、22. 5g甲基丙烯酸丁酯和Ig丙烯酸； (2) O. 35g過硫酸鉀溶解于15. 5g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，Ih滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)I. 5h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將30g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，3g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑(杭州仁杉化工有限公司FWT氟碳潤(rùn)濕流平劑，下同)，Ig的消泡劑正辛醇和63g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為15%，72h保水率為86%。
實(shí)施例2
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化15g苯乙烯和15g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將0. Ig過硫酸鉀溶解于10. 05g水中，并在85°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，Ih滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C條件下，將(l)4g苯乙烯、12g甲基丙烯酸丁酯、4g甲基丙烯酸十二酯和 I. 5g丙烯酸；(2) O. 35g過硫酸鉀溶解于15g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，40min 滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將40g的聚合物乳液，2g的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和55g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為20%，72h保水率為95%。
實(shí)施例3
(I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 67g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 33g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化12g苯乙烯，2g丙烯酸甲酯和6g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將O.15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在75°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，50min滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C條件下，將(l)9g苯乙烯、21g甲基丙烯酸丁酯和2g 丙烯酸；(2)0. 15g過硫酸鉀溶解于14. 7g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，Ih滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)3h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將50g的聚合物乳液，2g的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，I. 5g的消泡劑正辛醇和44. 5g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑， 測(cè)試其固含量為25%，72h保水率為92%。
實(shí)施例4
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化21g苯乙烯和9g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將O. 2g過硫酸鉀溶解于9. 95g水中，并在80°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，Ih滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后80°C條件下，將(I) Sg苯乙烯、IOg甲基丙烯酸丁酯、2g丙烯酸辛酯和Ig丙烯酸；(2)0. 47g過硫酸鉀溶解于15. 38g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，50min滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)3h，備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將60g的聚合物乳液，3g的成膜助劑醇酯-12，2g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 3g的氟碳流平劑，2g的消泡劑正辛醇和30g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為30%，72h保水率為96%。
實(shí)施例5
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 73g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 27g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化20g苯乙烯和5g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將0. 15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在75°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，40min滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后75°C條件下，將(I) 12. 5g苯乙烯、12. 5g甲基丙烯酸丁酯和I. 5g丙烯酸；(2)O. 35g過硫酸鉀溶解于14. 5g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，Ih滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)I. 5h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將70g的聚合物乳液，2g的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和25g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為30%，72h保水率為95%。
實(shí)施例6
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化IOg苯乙烯、5g甲基丙烯酸甲酯和IOg甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核單體乳液；將0. 15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在75°C條件下，滴加到配置好的核單體乳液中， Ih滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C條件下，將(l)2.5g苯乙烯、15g甲基丙烯酸丁酯、7. 5g甲基丙烯酸辛酯和Ig丙烯酸；(2)0. 35g過硫酸鉀溶解于15. 5g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，Ih滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)3h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將35g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，3g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和58g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為17. 5%，72h保水率為85%。
實(shí)施例7
( I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化21g苯乙烯和9g甲基丙烯酸辛酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將0. 15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在75°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，50min滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C條件下，將(l)8g苯乙烯、7g甲基丙烯酸丁酯、5g丙烯酸辛酯和Ig丙烯酸；(2) O. 35g過硫酸鉀溶解于15. 5g水，同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，Ih滴加完全， 繼續(xù)保溫反應(yīng)2h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將50g的聚合物乳液，3g的成膜助劑醇酯-12，2g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 3g的氟碳流平劑，2g的消泡劑正辛醇和40g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為25%，72h保水率為98%。
實(shí)施例8
(I)核殼聚合物乳液制備
攪拌條件下，用2.7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0.3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化12g苯乙烯，2g丙烯酸甲酯和6g甲基丙烯酸丁酯，制備得到穩(wěn)定的核乳液；將O.15g過硫酸鉀溶解于IOg水中，并在80°C條件下，滴加到配置好的核乳液中，50min滴加完成，制備得到聚合物核乳液；隨后85°C條件下，將(l)9g苯乙烯、5g甲基丙烯酸甲酯、Ilg 甲基丙烯酸丁酯、5g甲基丙烯酸十二酯和2g丙烯酸；(2)0. 35g過硫酸鉀溶解于14. 5g水， 同步滴加到核乳液中，制備殼乳液，50min滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)1. 5h，制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。
(2)將40g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，I. 5g的消泡劑正辛醇和45. 5g的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑， 測(cè)試其固含量為25%，72h保水率為96%。
對(duì)比例I
攪拌條件下，用2. 7g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 3g十二烷基硫酸鈉和20g水溶液，乳化12. 5g苯乙烯、37. 5g甲基丙烯酸丁酯和Ig丙烯酸，制備得到穩(wěn)定的單體乳液；再將O. 5g過硫酸鉀溶于25. 5g水中，75°C條件下滴加到單體乳液中，滴加完全，繼續(xù)保溫反應(yīng)I.5h，制備得到聚合物乳液。
再將30g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，3g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑(杭州仁杉化工有限公司FWT氟碳潤(rùn)濕流平劑)，Ig的消泡劑正辛醇和63g 的水均勻，制得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑，測(cè)試其固含量為15%，72h保水率為68%。
權(quán)利要求
1.一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 A、將40-80份苯乙烯和20-60份丙烯酸酯類單體制備為乳液，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)； B、向步驟A所得乳液中滴加質(zhì)量濃度為1-2%的第一引發(fā)劑溶液，所述第一引發(fā)劑溶液的用量為步驟A所得乳液質(zhì)量的18-25% ； C、將10-50份苯乙烯、50-90份丙烯酸酯類單體、1-2份丙烯酸和質(zhì)量濃度為1-3%的第二引發(fā)劑溶液滴加到步驟B所得的物料中，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)l_3h，得聚合物乳液，所述第二引發(fā)劑溶液的用量為步驟A所得乳液質(zhì)量的28-38%，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)； D、將30-70%的步驟C所得的聚合物乳液、1-3%的成膜助劑、1-3%的增塑劑、1-2%的消泡劑、1-3%的流平劑和余量的水混勻，得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑。
2.如權(quán)利要求I所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟B和步驟C均在70-90°C下進(jìn)行，滴加時(shí)間均為40-60min。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟A和步驟C中丙烯酸酯類單體均為甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸辛酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸異辛酯，丙烯酸異辛酯，甲基丙烯酸十二酯或丙烯酸十二酯中的一種或者兩種以上任意配比的混合物。
4.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟A中，苯乙烯為50-70份，丙烯酸酯類單體為30-50份；步驟C中，苯乙烯為20-40份，丙烯酸酯類單體為60-80份。
5.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟C所得聚合物乳液的質(zhì)量固含量為40-60%。
6.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟A中，制備乳液所用的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉質(zhì)量比為(8:1)- (10:1)的復(fù)配物。
7.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟B和步驟C中的第一引發(fā)劑溶液和第二引發(fā)劑溶液均為過硫酸鉀溶液。
8.如權(quán)利要求I或2所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法，其特征在于步驟D中，成膜助劑為醇酯-12，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，流平劑為氟碳流平劑，消泡劑為正辛醇。
9.由權(quán)利要求I至8任意一項(xiàng)所述的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑的制備方法所制備的高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑及其制備方法，所述制備方法，包括如下步驟將苯乙烯和丙烯酸酯類單體制備為乳液；向所得乳液中滴加引發(fā)劑溶液；將苯乙烯、丙烯酸酯類單體、丙烯酸和引發(fā)劑溶液滴加到反應(yīng)物中，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)1-3h，得聚合物乳液；將30-70%的聚合物乳液、1-3%的成膜助劑、1-3%的增塑劑、1-2%的消泡劑、1-3%的流平劑和余量的水混勻，得高保水率的混凝土養(yǎng)護(hù)劑。本發(fā)明制得的聚合物乳液具有典型的核殼結(jié)構(gòu)，且核和殼的化學(xué)結(jié)構(gòu)容易控制,生產(chǎn)過程簡(jiǎn)便，與傳統(tǒng)苯丙乳液相比,成膜速率快,結(jié)構(gòu)致密,保水率得到了大幅度提升,在20%的固含量時(shí),保水率可達(dá)到95%以上。
文檔編號(hào)C08F220/18GK102976652SQ201210431538
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者李磊, 劉加平, 田倩, 孫帥, 王洪松, 王文彬 申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 姜堰市博特新材料有限公司