[發明專利]一種抗泥型聚羧酸系減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310380158.1
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103467670A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳國新;祝燁然;王冬;劉興榮;杜志芹;蔡明;付丹華;黃國泓
• 申請（專利權）人: 南京瑞迪高新技術有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F283/10;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/28;C08F220/14;C08F2/38;C08G59/10;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明屬于建筑材料中的混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種抗泥型聚羧酸系減水劑，特別涉及該種聚羧酸系減水劑的制備方法。

背景技術

聚羧酸系減水劑因具有高減水率、高保坍性、高增強以及高耐久等優良性能，被越來越廣泛地應用于混凝土工程中。然而，大量的工程實例及研究表明，與萘系、三聚氰胺系及氨基磺酸系等減水劑相比，聚羧酸系減水劑對骨料的含泥量更為敏感，主要表現為聚羧酸系減水劑的減水分散能力嚴重下降、保坍效果差，導致硬化混凝土強度降低等。高骨料含泥量情況下，單純提高聚羧酸系減水劑的摻量并不能解決減水率、保坍性等問題，這也是影響聚羧酸系減水劑在預拌混凝土行業大規模推廣的重要原因。

在預拌混凝土實際生產中，當骨料中的含泥量超過標準規定而明顯影響到混凝土的質量時，一般采用沖洗作為常用解決手段，但沖洗會污染環境、損害砂的良好級配，不利于有效控制混凝土的水灰比，因而沖洗在很多情況下并不經濟合理。國家標準JGJ52-2006規定了骨料中泥的鑒定方法并限制了其含量。有研究表明可以通過復配技術對骨料含泥給混凝土帶來的副作用加以改善。例如CN101798197A使用復配的辦法來解決骨料含泥量高的問題，但天然沸石粉和減水劑的搭配會帶來使用上的不便，緩凝劑的加入會引起混凝土緩凝，帶來施工及強度方面的影響。CN102358763A制備了一種抑制粘土副作用的外加劑，本質上屬于一種小分子調節劑，本身減水率有限，應用中也需要與減水劑進行復配。但復配方法解決骨料含泥量問題時不但會帶來成本大幅提高，還會發生有機無機組分的相容性、貯存穩定性等問題。CN102617811A公開了一種兩性乙烯基聚合物混凝土抗泥劑的制備方法，采用先酯化后聚合的方法，在分子結構中引入了陽離子基團，得到一種抗泥劑，但該方法酯化和聚合溫度較高，不利于工業化應用，更由于引入了含有氯離子的乙烯基單體，可能引起鋼筋銹蝕。

因此，從聚羧酸系減水劑分子結構本身出發，通過引入功能基團，開發一種適用于高含泥骨料、反應過程簡單、不含氯離子的聚羧酸系減水劑，對于聚羧酸系減水劑在預拌混凝土行業的大力推廣與應用，具有很重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗泥型聚羧酸系減水劑及其制備方法。在骨料含泥量較高時采用該種聚羧酸系減水劑，能夠避免預拌混凝土中骨料含泥量對聚羧酸系減水劑的不良影響，在不提高聚羧酸系減水劑摻量的前提下解決混凝土減水不夠、坍落度損失大、強度偏低等問題。

本發明還提供了上述抗泥型聚羧酸系減水劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）季銨鹽低聚物的制備：在裝有溫度計、攪拌器、恒壓漏斗、氮氣導入管、回流冷凝器的四口燒瓶中加入一定量的環氧溴丙烷，以低級醇、水作為混合溶劑；在攪拌條件下對反應容器進行氮置換并在氮氛圍下加熱至20～50℃，然后在0.5～3小時內緩慢滴加一定量的叔胺類化合物水溶液，并低速攪拌；加入酸性調節劑調節體系pH值1～2，加入復合引發劑，然后升溫至50～80℃反應5～8小時停止。反應液在70kPa真空度、90℃下進行減壓蒸餾，即得淡黃色粘稠狀的季銨鹽低聚物。

（2）抗泥型聚羧酸系減水劑的制備：在裝有溫度計、攪拌器、恒壓漏斗、回流冷凝器的四口燒瓶中加入一定量的步驟（1）所制備的季銨鹽低聚物、異戊烯醇聚氧乙烯醚（氧化乙烯的平均加成摩爾數54）、氨基三亞甲基膦酸及水，在攪拌條件下加熱至30～70℃，加入引發劑；接著將不飽和一元羧酸及其衍生物單體、鏈轉移劑和水配成混合溶液，在2～5小時內以恒定的速度滴完，并在30～70℃下恒溫1～2小時，完成聚合反應。然后，冷卻至30℃后，用30%氫氧化鈉水溶液中和至pH值6～7而獲得含有本發明的抗泥型聚羧酸系減水劑。

一種抗泥型聚羧酸系減水劑及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）季銨鹽低聚物的制備：在裝有溫度計、攪拌器、恒壓漏斗、氮氣導入管、回流冷凝器的四口燒瓶中加入一定量的環氧溴丙烷，以低級醇、水作為混合溶劑；在攪拌條件下對反應容器進行氮置換并在氮氛圍下加熱至30～35℃，然后在0.5～1.5小時內緩慢滴加一定量的叔胺類化合物水溶液，并低速攪拌；加入酸性調節劑調節體系pH值1～2，加入復合引發劑，然后升溫至60～70℃反應5～8小時停止。反應液在70kPa真空度、90℃下進行減壓蒸餾，即得淡黃色粘稠狀的季銨鹽低聚物。