[發明專利]一種聚羧酸減水劑用粘土抑制劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911294054.2
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111116898B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉斌;李本剛
• 申請（專利權）人: 江蘇萬邦新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G65/333
• 分類號: C08G65/333;C04B24/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 滕敏

本發明公開了一種聚羧酸減水劑用粘土抑制劑及其制備方法，將聚乙二醇單甲醚加熱至全部熔化后，加入占聚乙二醇單甲醚質量10～15％的甲苯進行回流帶水，至無水帶出后，進行減壓蒸餾蒸出剩余的甲苯；脫水的聚乙二醇單甲醚在攪拌下加入2,4?甲苯二異氰酸酯，加完后在70～80℃下攪拌反應2～3小時；依次將(2?氨基乙基)三甲基氯化銨鹽酸鹽、氫氧化鈉溶于水中，將所得水溶液冷卻到0～5℃后，在攪拌下加入上一步得到的產物中，加完后在室溫下攪拌反應1～2小時，即得。本發明粘土抑制劑不僅能通過靜電作用迅速吸附到粘土表面，還可以插入蒙脫土層間，能夠很好的抑制聚羧酸減水劑在粘土表面及層間的吸附和插層行為，大副降低粘土對聚羧酸減水劑分散性能的影響。

技術領域

本發明涉及一種與聚羧酸減水劑復配使用的粘土抑制劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑領域。

背景技術

聚羧酸減水劑是由富含羧酸、磺酸基團的主鏈和聚氧化乙烯側鏈組成的梳形結構水溶性高分子，它具有分子結構可調、摻量低、減水率高等優點，被廣泛應用于各種混凝土工程。隨著我國建筑行業的快速發展，砂石消耗量大，優質砂石資源日益減少，含泥量高的砂石逐漸成為混凝土原材料。大量的工程實踐和研究表明，砂石中的泥土尤其是粘土成分嚴重影響聚羧酸減水劑的減水分散能力。這是因為，一方面，粘土對聚羧酸減水劑的吸附量和吸附速率要比水泥大得多，導致大量聚羧酸減水劑分子被靜電吸附在粘土表面，使起分散水泥作用的減水劑分子數量減少；另一方面，聚羧酸減水劑分子中的聚醚側鏈極易插層進入粘土中的蒙脫土層間，無法發揮空間位阻作用。以上吸附和插層行為大幅降低了聚羧酸減水劑的減水分散能力，導致混凝土的坍落度損失過快，難以保證混凝土的運輸、泵送和施工需求，還會對混凝土強度產生不利影響。因此，采取措施降低粘土對聚羧酸減水劑分散性能的影響對擴大聚羧酸減水劑的應用具有重要現實意義。

目前，工程上常采用超摻聚羧酸減水劑的方法來降低粘土對減水劑分散性能的影響，其作用機理是：讓粘土在吸附完超摻的部分后，體系中仍有足夠的聚羧酸減水劑分子發揮分散作用。這種方法不僅增加了使用成本，而且很難控制超摻的量，還可能導致混凝土初始嚴重離析、凝結時間過長等問題。目前研究較多的另一種方法是將聚羧酸減水劑與粘土抑制劑復配使用，其作用機理是：與聚羧酸減水劑相比，粘土抑制劑能更快、更容易被粘土表面及層間吸附，在粘土吸附飽和后，很難再對聚羧酸減水劑進行吸附，從而降低粘土對減水劑分散性能的影響。目前報道較多的粘土抑制劑主要有小分子季銨鹽化合物(參見：CN108545978)、陽離子共聚物(參見：CN 103723941，CN 104151477)、聚乙二醇(參見：陜西科技大學學報，2016，34(6):110-115)及它們的復合物(參見：CN 106517866)。其中，小分子季銨鹽化合物和陽離子共聚物可通過靜電作用迅速吸附到粘土表面，但其摻量一般需要較高，導致外加劑的成本增加；另外，當它們與陰離子型的聚羧酸減水劑共同使用時，易形成沉淀或絮狀懸浮，導致配伍性不好。聚乙二醇可以插入蒙脫土層間，起到抑制蒙脫土吸水膨脹和抑制聚羧酸減水劑聚醚側鏈嵌入蒙脫土層間的作用；但由于它呈電中性，與粘土表面相互作用較弱，當它與聚羧酸減水劑共同使用時，很難更快、更容易地被粘土表面吸附。

發明內容

為解決砂石中的泥土尤其是粘土成分嚴重影響聚羧酸減水劑的減水分散能力問題，本發明制備了一種與聚羧酸減水劑復配使用的粘土抑制劑，以減少聚羧酸減水劑在粘土表面及層間的吸附和插層。

為了解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下：

一種聚羧酸減水劑用粘土抑制劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)回流除水：將聚乙二醇單甲醚(MPEG)加熱至全部熔化后，加入占聚乙二醇單甲醚(MPEG)質量10～15％的甲苯進行回流帶水，至無水帶出后，進行減壓蒸餾蒸出剩余的甲苯；

(2)異氰酸酯封端：將步驟(1)脫水的聚乙二醇單甲醚(MPEG)在攪拌下加入2,4-甲苯二異氰酸酯(2,4-TDI)，加完后在70～80℃下攪拌反應2～3小時；