本發(fā)明涉及一種水泥基膠凝材料用聚羧酸減水劑，適應(yīng)于助磨劑組分與減水劑相容性不佳的水泥，具體涉及一種磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料。
背景技術(shù)：
助磨劑通常為醇胺類有機(jī)物、糖蜜、鹽類電解質(zhì)等組分，該類組分對(duì)水泥顆粒的表面能會(huì)有一定影響，進(jìn)而導(dǎo)致水泥顆粒表面的吸附產(chǎn)生變化，減水劑的減水效果與水泥顆粒表面的吸附量密切相關(guān)。此外，助磨劑中醇胺類有機(jī)物破壞了水泥中石膏與C3A的最佳匹配，糖蜜類對(duì)水泥中硫酸根的溶解速度有輕微影響，鹽類電解質(zhì)加速水泥早期水化，并與減水劑發(fā)生競(jìng)爭性吸附。助磨劑組分的變動(dòng)，導(dǎo)致減水劑存在一定范圍的波動(dòng)，助磨劑組分復(fù)雜或摻量過高，減水劑甚至出現(xiàn)失效現(xiàn)象，即助磨劑和減水劑易出現(xiàn)相容性不佳問題。
常見減水劑合成體系中通常采用單一的不飽和羧基小單體和巰基類鏈轉(zhuǎn)移劑。在減水劑合成組分中，引入不飽和磺酸基小單體，磺酸基電負(fù)性較羧基更強(qiáng)，易以氫健形式和水分子結(jié)合起來，這種氫鍵締合作用力較為牢固。磷酸基對(duì)減水劑分子主鏈封端處理，增大減水劑短側(cè)鏈的錨固能力，進(jìn)而提高減水劑分子在水泥顆粒表面的競(jìng)爭吸附能力。
CN 102731009 A公開了提供一種磺酸基改性羧酸類減水劑及其制備方法，所述減水劑的制備原料包括：烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉、過硫酸銨、NaOH、水。該減水劑環(huán)保、坍落度損失小、減水率高，并且制備工藝簡單，成本低廉。
CN 102153711 A公開了本發(fā)明涉及一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法。其內(nèi)容是將烯丙基磺酸鹽類單體、丙烯酸類單體、甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯大單體和馬來酸酐接枝β–環(huán)糊精大單體通過自由基共聚反應(yīng)得到一種緩凝型聚羧酸減水劑。本發(fā)明涉及的制備方法具有工藝獨(dú)特、產(chǎn)品性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
CN 102718426 A公開了本發(fā)明提供一種改性羧酸類減水劑，其制備原料包括：烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、堿性中和劑、水。該減水劑環(huán)保、坍落度損失小、減水率高，并且制備工藝簡單，成本低廉。本發(fā)明還公開了改性羧酸類減水劑的制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料，由下述各組分聚合而成，原料總質(zhì)量為1000份，各組分包括：
聚醚大單體：345～350；
丙烯酸：32.0～40.0；
磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑：3.0～8.0；
磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑：1.0～5.0；
雙氧水：2.0～5.0；
維C：0.35～0.75；
水：其余。
所述聚醚大單體為烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、異戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚的一種或幾種組成；
所述聚醚大單體優(yōu)選為保坍能力較強(qiáng)的聚醚大單體，即異戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚的一種或兩種組成。
所述的雙氧水為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5％工業(yè)級(jí)雙氧水，用量為2.0～5.0；
所述的磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑為乙烯基磺酸鈉、丙烯基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的一種或幾種組成；所述的磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑優(yōu)選為分子量較小的磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑，即乙烯基磺酸鈉、丙烯基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉的一種或幾種組成；
所述的磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑用量為3.0～5.5，丙烯酸優(yōu)選為36～40；所述的磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑用量為5.5～8，丙烯酸優(yōu)選為32～36。
所述的磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑為次磷酸鈉，用量為1.0～5.0；
引發(fā)劑為磺酸基鏈轉(zhuǎn)移劑和維C的水溶液混合物；
所述的維C用量為0.35～0.55時(shí)，次磷酸鈉用量優(yōu)選為3.0～5.0；所述的維C用量為0.55～0.75時(shí)，次磷酸鈉用量優(yōu)選為1.0～3.0；
本發(fā)明所述的磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料的制備方法，包括如下操作步驟：
將聚醚大單體置于反應(yīng)容器中，持續(xù)攪拌，直至溶液無明顯塊狀或片狀物料。
將雙氧水和磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑一次性置于已溶解完全的聚醚大單體溶液中，然后10min內(nèi)需依次加入引發(fā)劑和小單體溶液，小單體溶液滴加時(shí)間為4～5h，引發(fā)劑滯后于小單體溶液10～20min后滴加完，所述小單體溶液是丙烯酸溶液；
不開冷卻水循環(huán)，不加液堿中和，置于反應(yīng)釜中10～15h后即可放出。
本發(fā)明杜絕了巰基類強(qiáng)鏈轉(zhuǎn)移劑使用，采用磷酸磺酸基二元弱鏈轉(zhuǎn)移劑復(fù)合作用，其設(shè)計(jì)理念在于引入磷酸磺酸基以提高減水劑對(duì)水泥漿體的初始錨固性能，同時(shí)保持聚醚大單體的品質(zhì)和用量，以提高水泥漿體的分散保持性。
本發(fā)明的有益效果是：
1.選擇分子量較小的不飽和磺酸基小單體，盡可能增大短支鏈上磺酸基的分布密度，以提高減水劑分子在水泥顆粒表面的吸附能力；額外采用次磷酸鈉作為鏈轉(zhuǎn)移劑，磺酸磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑的復(fù)合使用和較長滴加時(shí)間的設(shè)計(jì)，促使減水劑分子短支鏈結(jié)構(gòu)分布更為均勻。
2.合成體系中采用中性還原劑-維C和弱性還原劑-次磷酸鈉的復(fù)合使用，次磷酸鈉除作為弱還原劑輔助維C作用，確保減水劑合成轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步提高；磷酸基的封端作用，可增強(qiáng)減水劑分子在水泥顆粒表面的錨固作用，提升減水劑分子的抗硫酸鹽抗泥性能。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，下述說明僅為了解釋本發(fā)明，并不對(duì)內(nèi)容進(jìn)行限定。
實(shí)施例1
一種磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料，其特征在于：該減水劑由按質(zhì)量百分比的下述各組分聚合而成，原料總質(zhì)量為1000，各組分及工藝參數(shù)如下：
底料：2400分子量的異戊烯醇聚氧乙烯醚：345，水：200；
氧化劑溶液：雙氧水：3.0，水：5；
次磷酸鈉：1.2
氧化劑溶液、次磷酸鈉一次性加入后10min內(nèi)依次滴加引發(fā)劑、小單體溶液，引發(fā)劑滴加10min后，開始滴加小單體溶液；
引發(fā)劑：乙烯基磺酸鈉：3.5，抗壞血酸：0.68，水：120；
小單體溶液：丙烯酸：38.5，水：50；
引發(fā)劑滴加時(shí)間：4.5h；
小單體溶液滴加時(shí)間4.0h；
補(bǔ)水：233.12。
保溫10h放出反應(yīng)釜。
實(shí)施例2
底料：2400分子量的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚：348，水：220；
氧化劑溶液：雙氧水：3.5，水：5；
次磷酸鈉：3.5
氧化劑溶液、次磷酸鈉一次性加入后10min內(nèi)依次滴加引發(fā)劑、小單體溶液，引發(fā)劑滴加10min后，開始滴加小單體溶液；
引發(fā)劑：丙烯基磺酸鈉：5.7，抗壞血酸：0.52，水：120；
小單體溶液：丙烯酸：35.6，水：50；
引發(fā)劑滴加時(shí)間：5.5h；
小單體溶液滴加時(shí)間5.0h；
補(bǔ)水：208.18。
保溫15h放出反應(yīng)釜。
實(shí)施例3
底料：2400分子量的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚：346，水：250；
氧化劑溶液：雙氧水：4.8，水：10；
次磷酸鈉：4.7
氧化劑溶液、次磷酸鈉一次性加入后10min內(nèi)依次滴加引發(fā)劑、小單體溶液，引發(fā)劑滴加10min后，開始滴加小單體溶液；
引發(fā)劑：甲基丙烯磺酸鈉：7.8，抗壞血酸：0.20，水：115；
小單體溶液：丙烯酸：32.8，水：50；
引發(fā)劑滴加時(shí)間：5.0h；
小單體溶液滴加時(shí)間4.5h；
補(bǔ)水：178.7。
保溫12h放出反應(yīng)釜。
分別測(cè)試上述實(shí)例磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料與普通聚羧酸減水劑母液同等濃度下的混凝土初始坍落度/擴(kuò)展度和經(jīng)時(shí)坍落度/擴(kuò)展度。實(shí)驗(yàn)所用水泥為葛洲壩42.5普硅水泥，砂石里含泥量較大，參考GB/8076-2008《混凝土外加劑》測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
不同減水劑對(duì)混凝土流動(dòng)性影響
根據(jù)上述混凝土初始及經(jīng)時(shí)流動(dòng)性比較，磺酸磷酸基雙鏈轉(zhuǎn)移作用的聚羧酸減水劑母料實(shí)例1、2、3的初始流動(dòng)性均較普通減水劑母液的較大點(diǎn)，且保坍更為顯著，抗泥性能優(yōu)異；究其原因在于磺酸磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑的復(fù)合使用導(dǎo)致錨固能力多元化且錨固能力更強(qiáng)，較長滴加時(shí)間的滴加工藝，促使減水劑分子短支鏈結(jié)構(gòu)分布均勻，保坍能力得以保障。