具有高適應(yīng)性的磷酸基改性聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種混凝±外加劑，具體設(shè)及一種聚簇酸減水劑，屬于建筑材料技術(shù) 領(lǐng)域，特別是一種具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑。本發(fā)明還設(shè)及所述聚簇酸減 水劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近幾年我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，混凝±外加劑作為混凝±的維生素也得到 了大力的發(fā)展。特別是對環(huán)境友好具有高減水的聚簇酸減水劑也得到了很大的推動。但是 作為一種輔助材料，聚簇酸減水對于混凝上原材料很敏感。然而我國幅員迂闊，各工程基本 都采用就地取材的方式，運就造成了原材料之間、水泥之間的不同差異。如何有效的解決聚 簇酸減水劑與水泥品種之間、不同的砂石之間日益嚴重的相容性問題已經(jīng)得到了重視。相 容性問題主要表現(xiàn)為：減水劑無減水塑化效果，或新拌混凝±出現(xiàn)嚴重的泌水離析現(xiàn)象， 或混凝±巧落度損失極快，出現(xiàn)異常凝結(jié)；硬化混凝±各齡期強度無明顯增加，或混凝±收 縮增加，容易開裂等。因為水泥中硫酸巧和侶酸巧含量的變化，常常造成聚簇酸減水劑在 滲量上、性能上有很大的波動，據(jù)報道聚簇酸減水劑甚至?xí)诓煌蔚乃嗌隙急憩F(xiàn)出 性能的差異。隨著過度的開發(fā)河砂，造成河砂短缺，越來越多的工程上使用人工砂機制砂， 同時很多工地也就地取材，運樣的很多原因造成了現(xiàn)在的砂石中的含泥量往往很大。由于 泥含量大，它會搶先消耗減水劑分子，造成溶液中的減水劑濃度減小，大大影響了減水劑的 工作性。因此有必要開發(fā)一種具有良好抗硫酸根離子和抗泥能力的減水劑W滿足工程的 需要。專利W02010/040611Al公開了一種將憐酸基團引入進直鏈縮合型減水劑的制備方 法。其采用了乙二醇苯酸與憐酸的醋化產(chǎn)物，聚氧乙締單苯酸和甲醒在105°C條件下進行 縮合反應(yīng)制備。此方法用于直鏈型的縮合減水劑，其減水率和保持性比起梳狀的聚簇酸減 水劑來說，相對較差。專利US2014/0039098公開了W中雙憐酸基團減水劑的制備，其具有 了一定的抗硫酸根離子和抗泥的特性。采用聚丙締酸，聚乙二醇單甲酸，徑基乙叉二麟酸在 175°C和真空度20mBar條件下反應(yīng)制備。此方法反應(yīng)時間長，工業(yè)化條件苛刻，醋化收率不 高，前期工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備投資高。目前國外在憐酸基引入聚簇酸減水劑的文獻鮮有報道，國內(nèi) 在此方面的研究文獻更為稀少。CN104231182A公開了一種醋類保巧型聚簇酸減水劑及其制 備方法，其原料包括如下重量份的組分：醋化大單體溶液100重量份、不飽和單體2~6重 量份、不飽和憐酸醋1. 5~4重量份、氧化劑1~4重量份、還原劑0. 9~3. 5重量份、鏈轉(zhuǎn) 移劑1~3重量份、水108重量份和工業(yè)氨氧化鋼溶液20重量份，其中醋化單體溶液的濃 度為75~85%，且其溶質(zhì)為聚乙二醇單甲酸甲基丙締酸醋、交聯(lián)單體二縮=乙二醇雙甲基 丙締酸醋和甲基丙締酸甲醋的混合物；不飽和單體為甲基丙締酸、丙締酸、甲基丙締酸徑乙 醋、丙締酸徑乙醋、甲基丙締酸徑丙醋或丙締酸徑丙醋。
[0003] W上運些技術(shù)對于如何使聚簇酸減水劑具有良好的抗硫酸根離子能力和抗泥能 力，并未給出具體的指導(dǎo)方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減 水劑，該聚簇酸減水劑具有良好的抗硫酸根離子能力和抗泥能力，從而滿足工程的需要。
[0005] 為此，本發(fā)明還要提供所述的具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑的制備方 法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0007] -種具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑（或者說是一種高適應(yīng)性的憐酸 基改性聚簇酸減水劑），其技術(shù)方案在于它是由下述重量份數(shù)的原料制成的：異戊締醇聚 氧乙締酸72~76份、雙氧水2~3份、丙締酸5~11份、不飽和憐酸單體C0~2. 4份、 制備料液A用的去離子水X28~32份、還原劑0. 8~1. 2份、鏈轉(zhuǎn)移劑0. 3~0. 5份、審U 備料液B用的去離子水Y18~22份、用于溶入異戊締醇聚氧乙締酸的去離子水Z138~ 142份。上述鏈轉(zhuǎn)移劑為琉基乙醇、琉基乙酸、琉基丙酸中的一種。
[0008] 制備1重量份數(shù)的上述不飽和憐酸單體C的方法是將27份2-憐酸基-1，2, 4-S 簇酸下燒、0. 17~0. 43份對甲苯橫酸和0. 006~0. 012份對苯二酪置于反應(yīng)蓋底，升溫至 75~80°C，然后（采用恒流累）滴加5. 8~8. 7份丙締醇（即2-憐酸基-1，2, 4-S簇酸 下燒和丙締醇的摩爾比為1:1~1. 5,采用了 2-憐酸基-1，2, 4-S簇酸下燒和過量的丙締 醇醋化法，過量的丙締醇會作為保水成分存在），在2~2. 5小時內(nèi)滴加完畢，滴加開始后 升溫至120~125°C，滴加完畢后采用冰水回流冷凝，反應(yīng)5~8小時，得到不飽和憐酸單 體C，備用；上述料液A的制備方法是將丙締酸、不飽和憐酸單體C、去離子水X按上述質(zhì)量 配比混合即得；上述料液B的制備方法是將還原劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、去離子水Y按上述質(zhì)量配比 混合即得。
[0009]所述的具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑制備方法包括如下步驟：①制備 上述不飽和憐酸單體C、上述料液A、料液B;②將異戊締醇聚氧乙締酸、去離子水Z加入反 應(yīng)蓋內(nèi)，攬拌均勻，升溫至60~65°C，保溫5~10分鐘后在反應(yīng)蓋內(nèi)加入雙氧水，然后采用 恒流累分別同時滴加料液A和料液B，料液A的滴加時間控制在2. 5~3小時，料液B的滴 加時間控制在3~3. 5小時，在料液A、料液B滴加完畢后繼續(xù)保溫反應(yīng)1~1. 5小時，自然 冷卻到室溫，所得產(chǎn)物用堿性溶液調(diào)節(jié)抑值至5~6,即得到具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚 簇酸減水劑產(chǎn)品（即得到具有高適應(yīng)性的憐酸基高分子共聚物）。
[0010] 上述技術(shù)方案中，所述的具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑最好是由下述 重量份數(shù)的原料制成的：異戊締醇聚氧乙締酸（TPEG-2400)72份、雙氧水2. 5份、丙締酸 5. 4份、不飽和憐酸單體C1. 0份、制備料液A用的去離子水X30份、還原劑1. 02份、鏈轉(zhuǎn) 移劑0. 4份、制備料液B用的去離子水Y20份、用于溶入異戊締醇聚氧乙締酸的去離子水 Z140份。上述鏈轉(zhuǎn)移劑為琉基乙醇、琉基乙酸、琉基丙酸中的一種。制備1重量份數(shù)的上 述不飽和憐酸單體C的方法是將27份2-憐酸基-1，2, 4-=簇酸下燒、0. 20份對甲苯橫酸 和0. 009份對苯二酪置于反應(yīng)蓋底，升溫至80°C，然后（采用恒流累）滴加5. 8份丙締醇 (即2-憐酸基-1，2, 4-S簇酸下燒和丙締醇的摩爾比為1:1)，在2小時內(nèi)滴加完畢，滴加 開始后升溫至120°C，滴加完畢后采用冰水回流冷凝，反應(yīng)6小時，得到不飽和憐酸單體C， 備用；上述料液A的制備方法是將丙締酸、不飽和憐酸單體C、去離子水X按上述質(zhì)量配比 混合即得；上述料液B的制備方法是將還原劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、去離子水Y按上述質(zhì)量配比混合 即得。所述的具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑制備方法包括如下步驟：①制備上 述不飽和憐酸單體C、上述料液A、料液B;②將異戊締醇聚氧乙締酸、去離子水Z加入反應(yīng) 蓋內(nèi)，攬拌均勻，升溫至60°C，保溫10分鐘后在反應(yīng)蓋內(nèi)加入雙氧水，然后采用恒流累分別 同時滴加料液A和料液B，料液A的滴加時間控制在2. 5小時，料液B的滴加時間控制在3 小時，在料液A、料液B滴加完畢后繼續(xù)保溫反應(yīng)1小時，自然冷卻到室溫，所得產(chǎn)物用堿性 溶液調(diào)節(jié)抑值至5~6,即得到具有高適應(yīng)性的憐酸基改性聚簇酸減水劑產(chǎn)品。
[0011] 上述還原劑最好是由k抗壞血酸和亞憐酸混合而成，其質(zhì)量比為k抗壞血酸： 亞憐酸=5:1。上述鏈轉(zhuǎn)移劑可W為琉基乙醇。上述步驟②中堿性溶液可W為30wt%的氨 氧化鋼溶液。
[0012] 本發(fā)明為一種抗硫酸根離子吸附的憐酸基改性聚簇酸減水劑及其制備方法，它通 過丙締醇、丙締酸、2-憐酸基-1，2, 4-S簇酸下燒、異戊締醇聚氧乙締酸作為單體進行自由 基聚合，制備憐酸基減水劑。本發(fā)明通過制備憐酸單醋官能團改性聚簇酸減水劑，加強了減 水劑對于硫酸鹽類的抗敏感性，使減水劑具有更好的適應(yīng)性，同時也保留了傳統(tǒng)聚簇酸減 水劑的高減水性能。即本發(fā)明通過引入相對制備容易的憐酸醋作為憐酸官能團進入聚簇酸 減水劑梳狀分子，提高了聚簇酸減水劑的抗硫酸根吸附和水泥適應(yīng)性，也就是提高了聚簇 酸減水劑的抗硫酸根能力和抗泥能力（可參見后面的論述）。
【附圖說明】
[0013] 圖1為峨勝水泥凈漿測試圖，水膠比為0. 29,減水劑折固滲量為0. 1 %。
[0014] 圖2為拉法基水泥凈漿測試圖，水膠比為0. 29,減水劑折固滲量為0. 12%。
[0015]圖3為峨勝水泥凈漿測試圖（超低水膠比凈漿測試圖），水膠比為0. 22,減水劑折 固滲量為0. 2%。
[0016]圖4為峨勝水泥凈漿測試圖（30%石粉含量），水膠比為0. 29,減水劑折固滲量為 0. 1%。
[0017]圖5為加入硫酸根條件下初始流動度變化圖（加入硫酸根條件下的初始擴展度）。【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。
[0019] 實施例1 :本實施例采用不加入不飽和憐酸單體C進行減水劑合成，同時產(chǎn)品將作 為基樣與進行了憐酸改性的減水劑進行對比。本實施例