陽離子型混凝土抑泥劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種陽離子型混凝土抑泥劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)朝著高強、高性能、綠色方向的飛速發(fā)展，混凝土外加減水劑 也經(jīng)歷第一代木質(zhì)素系，第二代萘系磺酸鹽、磺化三聚氰胺、氨基磺酸鹽，第三代聚羧酸系 的發(fā)展歷程。聚羧酸系減水劑有著摻量低，減水率高，混凝土流動性好、固化強度高等一系 列優(yōu)勢而迅速成為市場主流產(chǎn)品。然而應(yīng)用聚羧酸減水劑的實踐證明，砂石骨料中粘土質(zhì) 泥對聚羧酸減水劑吸附，阻礙聚羧酸減水劑發(fā)揮減水效果，以致外加劑摻量高、混凝土流動 性差、塌落度損失快。隨著砂石骨料資源的日益匱乏，骨料含泥問題將會越來越嚴峻。目前 解決這一問題的主要手段是增加外加減水劑的摻量以滿足混凝土施工所需的流動度和流 動度保持能力，但此種方法一方面會使成本增加，另一方面外加減水劑摻量的波動極易造 成混凝土質(zhì)量波動。
[0003] CN101798197A以天然石粉為載體，采用載體吸附聚羧酸減水劑、緩凝劑實現(xiàn)緩慢 釋放的方法，避免了聚羧酸減水劑被過量吸附。但此種方法屬于物理方法，持久性較差，緩 凝劑組分給混凝土凝結(jié)時間也帶來不可控因素。
[0004] 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，該方法中 引入聚乙二醇單己醚大單體，合成的分子量大，與減水劑在粘土上競爭吸附不強，吸附速率 慢。
[0005] 因此開發(fā)一種摻聚羧酸系減水劑混凝土適用的、能夠快速吸附粘土表面，消除粘 土質(zhì)泥對聚羧酸減水劑負面影響的外加劑即抑泥劑意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種能夠消 除粘土質(zhì)泥對聚羧酸系減水劑的負面影響、降低外加減水劑摻量，從而保持混凝土質(zhì)量穩(wěn) 定的陽離子型混凝土抑泥劑及其制備方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0008] 提供一種陽離子型混凝土抑泥劑，它由含磷或含氮有機陽離子聚合物溶液及無機 鹽組成，所述含磷或含氮有機陽離子聚合物結(jié)構(gòu)式為：
[0009]
【主權(quán)項】
1. 一種陽離子型混凝土抑泥劑，其特征在于，它由含磷或含氮有機陽離子聚合物溶液 及無機鹽組成，所述含磷或含氮有機陽離子聚合物結(jié)構(gòu)式為：
其中Y為N或P，Z為C1或Br，R為H或者CH3, &，R2, &為H，甲基，乙基，丙基，丁基， 叔丁基，苯基中的一種，且&，R2,R3中最多一個取代基為H，所述含磷或含氮有機陽離子聚 合物數(shù)均分子量為1000-10000。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子型混凝土抑泥劑，其特征在于所述陽離子型混凝土抑 泥劑中含磷或含氮有機陽離子聚合物質(zhì)量與無機鹽的質(zhì)量比為4?6 :1 ;所述無機鹽為六 偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、硅酸鈉、檸檬酸鈉、氯化鉀中的一種或多種按任意 比例的混合物。
3. -種陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟如下： (1) 將不飽和羧酸鹽與環(huán)氧鹵代烷按摩爾比0. 8?1. 2 :1加入反應(yīng)容器中，再加入催 化劑和阻聚劑，于80?120°C反應(yīng)3?12小時，得到第一步反應(yīng)產(chǎn)物； (2) 向步驟⑴所得第一步反應(yīng)產(chǎn)物中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3?5,再緩慢加入季磷 或季銨溶液，加入完畢后于50?95°C反應(yīng)2?5h，所得產(chǎn)物進行堿洗、除雜得到第二步反 應(yīng)產(chǎn)物； (3) 將第二步反應(yīng)產(chǎn)物溶于水，得到質(zhì)量濃度為25?40%的單體溶液，加入引發(fā)劑，于 60?80°C聚合反應(yīng)2?7h，反應(yīng)結(jié)束后得到含磷或含氮有機陽離子聚合物溶液，加入無機 鹽，混合均勻得到陽離子型混凝土抑泥劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（1)所 述不飽和羧酸鹽為丙烯酸鈉、甲基丙烯酸鈉中的一種或兩種按任意比例的混合物；所述環(huán) 氧鹵代烷為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧溴丙烷中的一種或兩種按任意比例的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（1)所 述催化劑為N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基苯胺、三甲基芐基氯化銨、三苯基銻、乙酰丙酮 鉻，四乙基溴化銨中的一種或多種按任意比例的混合物，催化劑用量為不飽和羧酸及環(huán)氧 鹵代烷總質(zhì)量的0. 3?3% ;所述阻聚劑為對苯二酚，阻聚劑用量為不飽和羧酸及環(huán)氧鹵代 烷總質(zhì)量的〇. 01?〇. 1%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（2)所 述季磷或季銨溶液為季磷或季銨試劑溶于溶劑中得到，質(zhì)量濃度為40?80 %，所述季磷或 季銨試劑摩爾量為第一步反應(yīng)產(chǎn)物摩爾量的90?120%，所述溶劑為水、乙醇、乙醚、甲醇、 苯中的一種，所述季磷或季銨試劑結(jié)構(gòu)式如下：
其中Y為N或者？，&、1?2、1?3為11，甲基，乙基，丙基，丁基，叔丁基，苯基中的一種，且1? 1，R2,R3中最多一個取代基為H。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（2)所 述加入季磷或季銨溶液的時間為1?3h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（3)所 述引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種或者兩種按任意比例的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（3)所 述引發(fā)劑用量為第二步反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量的〇. 5?5%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽離子型混凝土抑泥劑的制備方法，其特征在于步驟（3)所 述無機鹽為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、硅酸鈉、檸檬酸鈉、氯化鉀中的一種 或多種按任意比例的混合物，所述陽離子型混凝土抑泥劑中含磷或含氮有機陽離子聚合物 質(zhì)量與無機鹽的質(zhì)量比為4?6 :1。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陽離子型混凝土抑泥劑及其制備方法，該混凝土抑泥劑由含磷或含氮有機陽離子聚合物溶液及無機鹽組成，其制備方法包括：(1)將不飽和羧酸鹽與環(huán)氧鹵代烷加入反應(yīng)容器中，再加入催化劑和阻聚劑，反應(yīng)得到第一步反應(yīng)產(chǎn)物；(2)向第一步反應(yīng)產(chǎn)物中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH值至3～5，再緩慢加入季磷或季銨溶液，反應(yīng)得到第二步反應(yīng)產(chǎn)物；(3)將第二步反應(yīng)產(chǎn)物溶于水，加入引發(fā)劑聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入無機鹽，混合均勻得到陽離子型混凝土抑泥劑。所述抑泥劑能優(yōu)先吸附帶負電荷的粘土質(zhì)泥表面形成包裹屏蔽層，交換粘土層間電荷，抑制其吸附外加減水劑，從而能大幅度減少混凝土外加減水劑摻量，提高混凝土流動度和流動度保持能力。
【IPC分類】C04B24-12, C08F220-06
【公開號】CN104609756
【申請?zhí)枴緾N201410853261
【發(fā)明人】畢耀, 熊龍, 高育欣, 鄭廣軍, 李興, 傅承飛, 王少峰, 孫沖, 汪金文, 邢菊香, 韓武軍, 周輝
【申請人】中建商品混凝土有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月31日