一種緩凝型聚羧酸減水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種緩凝型聚羧酸減水劑及其生產(chǎn)工藝，該減水劑原料包含聚醚、過硫酸銨、雙氧水、丙烯酸、巰基丙酸、片堿、硝酸鈣、亞硝酸鈉、去離子水、以及軟化水；通過優(yōu)化引發(fā)劑、連接劑等原料的配比，選擇不含氯氣的去離子水，并使用分散性能更好地軟化水，且通過緩凝型聚羧酸減水劑與軟化水、硝酸鈣和亞硝酸鈉的同時使用，以及反應(yīng)參數(shù)的優(yōu)化，本發(fā)明所述的緩凝型聚羧酸高性能減水劑在減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時間差抗壓強度比、收縮率比等關(guān)鍵指標上面均有優(yōu)勢，本發(fā)明緩凝型聚羧酸高性能減水劑使用效果優(yōu)良，成本優(yōu)勢明顯，值得大范圍推廣。
【專利說明】一種緩凝型聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種緩凝型聚羧酸高性能減水劑，屬于建筑材料外加劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分，可按具體要求來改善混凝土性能。在混凝土中摻入適量復配后的緩凝減水劑，可延長混凝土凝結(jié)時間，減少坍落度損失，保證混凝土正常施工，提高工作效率，并且硬化后混凝土強度增長良好，適合于需要較長時間停放、較長距離運輸?shù)幕炷?，以及免振自密實混凝土、大體積混凝土、炎熱天氣施工的混凝土等。與木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑相比，聚羧酸系(polycarboxylateester, PCE)高效減水劑具有摻量小、減水率高、高保坍性及與不同水泥的相容性好等優(yōu)點，被稱為第三代高效減水劑，它對于改善混凝土流動性、施工性、提高密實程度及耐久性、控制混凝土的引氣、緩凝、泌水等問題都有重要的作用。聚羧酸系減水劑是一種具有梳狀結(jié)構(gòu)的水溶性高分子，主鏈通常為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸，不同鏈長的聚乙二醇為側(cè)鏈。通過與各種功能單體的共聚，可在聚合物分子中引入羧基、磺酸基、羥基、胺基等多種官能團從而實現(xiàn)不同的應(yīng)用性能。正是由于聚羧酸系減水劑無可比擬的應(yīng)用性能及其多樣化的分子結(jié)構(gòu)，對其結(jié)構(gòu)與性能的研究空前活躍，近年來獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，我國的緩凝高效減水劑尚處于發(fā)展階段，今后隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和混凝土向集中攪拌的商品混凝土發(fā)展，如申請?zhí)枮?01210569224的中國專利提供了一種緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，但是由于其緩凝效果和減水效果均較差，無法滿足一些特殊場合的使用要求。
[0004]現(xiàn)在，在該領(lǐng)域急需一種減水率高，緩凝效果明顯，而且對混凝土的后期增強效果亦十分理想的高效減水劑。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是針對上述問題，研制一種制備工藝簡單且能減水率高、緩凝效果明顯，且混凝土的后期增強效果亦十分理想的緩凝型聚羧酸減水劑。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明研究制備了如下緩凝型聚羧酸減水劑:
[0007]—種緩凝型聚羧酸減水劑，其特征在于:由如下組分按重量份數(shù)組成:
[0008]聚醚340-370 份
[0009]過硫酸銨2-4份
[0010]雙氧水2-5份
[0011]丙烯酸30-50份
[0012]巰基丙酸1-3份
[0013]片堿10-30 份
[0014]硝酸鈣50-60份
[0015]亞硝酸鈉50-70份[0016]去離子水500-600份
[0017]軟化水200-250 份；
[0018]所述緩凝型減水劑的減水率為30-39% ;泌水率比為25-33% ;含氣量為1.7-2.2% ；凝結(jié)時間之差為:初凝不低于55分鐘，終凝不低于23分鐘；抗壓強度比為:ld時為270-306%, 3d 時為 211-227%，7d 時為 156-179%，28d 時為 140-151% ;收縮率比為:28d 時為95-100%。
[0019]同時，還提供一種上述緩凝型聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝，其特征是按下列工藝步驟進行的:
[0020]第一步，稱355Kg聚醚，3.4Kg過硫酸銨，1.6Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0021]第二步，配制A料，稱取46Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0022]第三步，配制B料，稱取1.63Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用;
[0023]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0024]第五步，稱取片堿20Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0025]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入225Kg軟化水，53Kg硝酸鈣以及55Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑。
[0026]本發(fā)明具有的有益效果:
[0027]本發(fā)明原料來源廣泛、價格低廉、緩凝效果優(yōu)異，降低了緩凝型聚羧酸高性能減水劑的成本。而且在加入丙烯酸和巰基乙酸使得有效成分提高、減水效果和保坍性能提高的基礎(chǔ)上，通過聚羧酸減水劑與軟化水、硝酸鈣和亞硝酸鈉的協(xié)同使用，其緩凝、減水效果優(yōu)異，塑化性能更好，亞硝酸鈉的存在能有效防止因硝酸鈣的引入引起的氧化等不良效果；軟化水代替常規(guī)水溶液，能夠促進各組分特別是有機原料的溶解，促進各組分的協(xié)調(diào)作用，繼而提高減水劑的減水效果。在優(yōu)選原料同時，本申請還優(yōu)化各原料的含量，控制控制各步驟的反應(yīng)溫度、時間等參數(shù)，使各原料協(xié)同作用，極大地提高了本發(fā)明緩凝型減水劑的減水率性能，降低了泌水率和含氣量，大幅降低了含氣量及縮短了混凝土的初凝時間與終凝時間，提聞減水劑的耐久性能。
【具體實施方式】
[0028]為進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施的例子對本發(fā)明做進一步詳細的描述。
[0029]實施例1:
[0030]第一步，稱355Kg聚醚，3.4Kg過硫酸銨，1.6Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜 中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0031]第二步，配制A料，稱取46Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0032]第三步，配制B料，稱取1.63Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用;[0033]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0034]第五步，稱取片堿20Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0035]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入225Kg軟化水，53Kg硝酸鈣以及55Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0036]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為39% ;泌水率比為25% ;含氣量為1.7% ；凝結(jié)時間之差為:初凝55分鐘，終凝23分鐘；抗壓強度比為:ld時為306%，3d時為227%，7d時為179%, 28d時為151% ;收縮率比為:28d時為100%。
[0037]實施例2:
[0038]第一步，稱340Kg聚醚，2Kg過硫酸銨，2Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60 ± 3°C，配制底料；
[0039]第二步，配制A料，稱取30Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0040]第三步，配制B料，稱取IKg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0041]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0042]第五步，稱取片堿IOKg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0043]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入200Kg軟化水，53Kg硝酸鈣以及55Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0044]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為30% ;泌水率比為33% ;含氣量為2.2% ；凝結(jié)時間之差為:初凝75分鐘，終凝30分鐘；抗壓強度比為:ld時為270%，3d時為211%，7d時為156%, 28d時為140% ;收縮率比為:28d時為95%。
[0045]實施例3:
[0046]第一步，稱370Kg聚醚，4Kg過硫酸銨，5Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0047]第二步，配制A料，稱取50Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0048]第三步，配制B料，稱取3Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0049]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0050]第五步，稱取片堿30Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0051]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入250Kg軟化水，60Kg硝酸鈣以及50Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑[0052]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為37% ;泌水率比為29% ;含氣量為1.9% ；凝結(jié)時間之差為:初凝59分鐘，終凝27分鐘；抗壓強度比為:ld時為298%，3d時為218%，7d時為168%, 28d時為147% ;收縮率比為:28d時為99%。
[0053]實施例4:
[0054]第一步，稱370Kg聚醚，4Kg過硫酸銨，5Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0055]第二步，配制A料，稱取50Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0056]第三步，配制B料，稱取3Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0057]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0058]第五步，稱取片堿30Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0059]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入250Kg軟化水，50Kg硝酸鈣以及70Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0060]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為36% ;泌水率比為28% ;含氣量為1.8% ；凝結(jié)時間之差為:初凝62分鐘，終凝27分鐘；抗壓強度比為:ld時為295%，3d時為219%，7d時為163%, 28d時為145% ;`收縮率比為:28d時為97%。
[0061]實施例5:
[0062]第一步，稱340Kg聚醚，2Kg過硫酸銨，2Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0063]第二步，配制A料，稱取30Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0064]第三步，配制B料，稱取IKg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0065]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0066]第五步，稱取片堿30Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0067]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入250Kg軟化水，50Kg硝酸鈣以及70Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0068]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為33% ;泌水率比為29% ;含氣量為1.7% ；凝結(jié)時間之差為:初凝59分鐘，終凝23分鐘；抗壓強度比為:ld時為290%，3d時為211%，7d時為160%, 28d時為142% ;收縮率比為:28d時為96%。
[0069]實施例6:
[0070]第一步，稱340Kg聚醚，2Kg過硫酸銨，2Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0071]第二步，配制A料，稱取30Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；[0072]第三步，配制B料，稱取IKg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0073]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0074]第五步，稱取片堿30Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0075]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入250Kg軟化水，53Kg硝酸以及60Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0076]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為34% ;泌水率比為25% ;含氣量為1.9% ；凝結(jié)時間之差為:初凝67分鐘，終凝31分鐘；抗壓強度比為:ld時為294%，3d時為210%，7d時為157%, 28d時為137% ;收縮率比為:28d時為99%。
[0077]對比例1:
[0078]第一步，稱340Kg聚醚，2Kg過硫酸銨，2Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0079]第二步，配制A料，稱取30Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0080]第三步，配制B料，稱取IKg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0081]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0082]第五步，稱取片堿30Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0083]第六步，將混合液II靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑。[0084]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為25% ;泌水率比為39% ;含氣量為2.9% ；凝結(jié)時間之差為:初凝77分鐘，終凝43分鐘；抗壓強度比為:ld時為234%，3d時為190%，7d時為137%, 28d時為119% ;收縮率比為:28d時為119%。
[0085]對比例2:
[0086]第一步，稱355Kg聚醚，3.4Kg過硫酸銨，1.6Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料；
[0087]第二步，配制A料，稱取46Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用；
[0088]第三步，配制B料，稱取1.63Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用;
[0089]第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ;
[0090]第五步，稱取片堿20Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到42±2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II ;
[0091]第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入225Kg去離子水，53Kg硝酸鈣以及55Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑
[0092]該實施例所得的緩凝型減水劑的減水率為31% ;泌水率比為36% ;含氣量為2.7% ；凝結(jié)時間之差為:初凝55分鐘，終凝28分鐘；抗壓強度比為:ld時為300%，3d時為189%，7d時為157%, 28d時為123% ;收縮率比為:28d時為103%。
[0093]將實施例1-6所制備的緩凝型減水劑以及對比例1-2所得到的減水劑按照相關(guān)國家標準分別進行檢測。減水率、泌水率比、含氣量、凝結(jié)時間差按照GB8076-2008《混凝土外加劑》進行測定和計算?；炷猎噳K制作、養(yǎng)護及檢測等按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》、GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行。
[0094]從以上實施例1-6以及對比例1-2的減水劑性能可以看出，本發(fā)明的緩凝型減水劑均符合GB8076-2008《混凝土外加劑》標準中關(guān)于緩凝型高性能減水劑的相關(guān)指標要求。
[0095]且由于原料調(diào)整以及工藝優(yōu)化，本發(fā)明所述的緩凝型聚羧酸高性能減水劑在減水率、泌水率、含氣量、凝結(jié)時間差抗壓強度比、收縮率比等關(guān)鍵指標上面均有優(yōu)勢，本發(fā)明緩凝型聚羧酸高性能減水劑使用效`果優(yōu)良，成本優(yōu)勢明顯，值得大范圍推廣。
【權(quán)利要求】
1.一種緩凝型聚羧酸減水劑，其特征在于:由如下組分按重量份數(shù)組成: 聚醚340-370份 過硫酸銨2-4份 雙氧水2-5份 丙烯酸30-50份 巰基丙酸1-3份 片堿10-30份 硝酸鈣50-60份 亞硝酸鈉50-70份 去尚子水500-600份 軟化水200-250份； 所述緩凝型減水劑的減水率為30-39% ;泌水率比為25-33% ;含氣量為1.7-2.2% ;凝結(jié)時間之差為:初凝不低于55分鐘，終凝不低于23分鐘；抗壓強度比為:ld時為270-306%，.3d 時為 211-227%, 7d 時為 156-179%，28d 時為 140-151% ;收縮率比為:28d 時為 95-100%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的緩凝型聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝，其特征是按下列工藝步驟進行的: 第一步，稱355Kg聚醚，3.4Kg過硫酸銨，1.6Kg雙氧水，雙氧水濃度為30%，170Kg去離子水加入反應(yīng)釜中，蒸氣加熱到60±3°C，配制底料； 第二步，配制A料，稱取46Kg丙烯酸加23Kg去離子水，攪拌均勻泵入高位槽備用； 第三步，配制B料，稱取1.63Kg巰基乙酸加132Kg去離子水攪拌均勻泵入高位槽備用；第四步，底料溫度升到57°C時開始同時滴加A、B料，A料滴加2小時，B料滴加3小時，滴加完成后保溫2小時，即得混合液I ; 第五步，稱取片堿20Kg加水245Kg配成片堿溶液冷卻后備用；當混合液I降溫到.42 ± 2°C，緩慢加入配好的片堿溶液，保持溫度不超過45°C，調(diào)節(jié)溶液pH值為7，得混合液II; 第六步，在混合液II中在攪拌條件下依此加入225Kg軟化水，53Kg硝酸鈣以及55Kg亞硝酸鈉，充分溶解、靜置，出料、分裝即可得緩凝型聚羧酸減水劑。
【文檔編號】C04B24/32GK103708760SQ201310717459
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】周永祥 申請人:寧波中水科化工科技有限公司