CN111423145A - 一种绿色环保的砂浆减水剂 - Google Patents
一种绿色环保的砂浆减水剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111423145A CN111423145A CN202010308414.6A CN202010308414A CN111423145A CN 111423145 A CN111423145 A CN 111423145A CN 202010308414 A CN202010308414 A CN 202010308414A CN 111423145 A CN111423145 A CN 111423145A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- environment
- green
- water reducing
- reducing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 116
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 title claims abstract description 92
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 58
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 42
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 38
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 33
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 34
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 21
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 claims description 21
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;sulfur trioxide Chemical group O=S(=O)=O.OS(O)(=O)=O HIFJUMGIHIZEPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 13
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 13
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical group C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- XOPKJYARAOXLCA-UHFFFAOYSA-N 10-methylundecane-1-thiol Chemical compound CC(C)CCCCCCCCCS XOPKJYARAOXLCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 19
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 17
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 16
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 14
- PYSRRFNXTXNWCD-UHFFFAOYSA-N 3-(2-phenylethenyl)furan-2,5-dione Chemical compound O=C1OC(=O)C(C=CC=2C=CC=CC=2)=C1 PYSRRFNXTXNWCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920000147 Styrene maleic anhydride Polymers 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 6
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 6
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical group N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008234 soft water Substances 0.000 description 2
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical group C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOGYNLXERPKEGN-UHFFFAOYSA-N 3-(2-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-[2-methoxy-4-(3-sulfopropyl)phenoxy]propane-1-sulfonic acid Chemical compound COC1=CC=CC(CC(CS(O)(=O)=O)OC=2C(=CC(CCCS(O)(=O)=O)=CC=2)OC)=C1O FOGYNLXERPKEGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 241000519999 Stachys Species 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000003236 benzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229960004337 hydroquinone Drugs 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- DCNHVBSAFCNMBK-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid;hydrate Chemical compound O.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 DCNHVBSAFCNMBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
- C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
- C04B2103/302—Water reducers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种绿色环保的砂浆减水剂,主要由以下重量份的原料制成:单体A组分:30~45份;聚氧乙烯基烯丙酯:40~60份;木质素硫酸钠:15~20份;缓凝组分:0.5~2份;链转移剂:2~5份;引发剂:0.5~1.2份;可溶性碱:5~7份;磺化剂:10~15份;溶剂:30~40份;其中,所述单体A组分包括物质的量比例为1:0.5~1:1.2的马来酸酐和苯乙烯。该原料制备而得的减水剂改善了减水剂在高强度混凝土应用时的工作性能,且采用的原料环保、无毒,其中木质素硫酸钠属于可再生能源,具备了绿色环保,节约资源的效果。
Description
技术领域
本发明涉及减水剂领域,更具体地说,它涉及一种绿色环保的砂浆减水剂。
背景技术
减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下,能减少拌合用水量的混凝土外加剂,加入混凝土砂浆拌合物后对水泥颗粒具有分散作用,将包裹有部分水的水泥颗粒絮凝结构解体,被释放的水参与流动,可以有效增加混凝土砂浆拌合物的流动性,减少单位用水量。我国目前减水剂主要有普通型减水剂、萘磺酸盐减水剂、聚羧酸系高性能等,其中聚羧酸系减水剂是目前综合性能最优的一种混凝土砂浆减水剂,相比于其他类型的减水剂,其具有掺量低、减水率高、增强效果明显等优点。
现有的,如中国发明专利申请公开号CN109337026A公布了一种砂浆用聚羧酸减水剂的制造方法,包括如下步骤:S1、准备原材料,原材料包括有聚乙二醇单甲醚、丙烯酸、甲基苯磺酸、对苯二酚、吩噻嗪、引发剂、30%氢氧化钠溶液、月桂硫醇、巯基丙酸和软水;S2、大单体制备;S3、软水加入并加热:S4、聚合;S5、合成。该发明制备的砂浆用聚羧酸减水剂增加了砂浆减水率,在砂浆相同加水量的情况下,极大的改善砂浆的流动性;制备的砂浆用聚羧酸减水剂提高了砂浆的早期强度;粉体聚羧酸减水剂添加到保温粘结砂浆中,可提高保温粘结砂浆与聚苯板的拉伸粘结性能。
上述现有技术的聚羧酸减水剂应用在高强混凝土砂浆的配置时,由于对引气剂、消泡剂的选择性强,以及混凝土中泥沙量含量较多的影响,存在混凝土流动性不好的问题,容易造成泌水等现象。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种绿色环保的砂浆减水剂,可以扩大砂浆减水剂的应用范围,在对高强度混凝土砂浆进行配置时,其可以提高混凝土的流动性,避免泌水现象的发生。
本发明的第二个目的在于提供一种绿色环保的砂浆减水剂的制备方法,其可以获得在高强混凝土的应用性能较高的砂浆减水剂。
为实现上述的第一个目的,本发明提供了如下技术方案:
一种绿色环保的砂浆减水剂,主要由以下重量份数的原料制成:
单体A组分:30~45份;
聚氧乙烯基烯丙酯:40~60份;
木质素硫酸钠:15~20份;
缓凝组分:0.5~2份;
链转移剂:2~5份;
引发剂:0.5~1.2份;
可溶性碱:5~7份;
磺化剂:10~15份;
溶剂:30~40份;
其中,所述单体A组分包括物质的量比例为1:0.5~1:1.2的马来酸酐和苯乙烯。
通过采用上述技术方案,由于采用苯乙烯和马来酸酐两种单体相互聚合,相互形成苯乙烯-马来酸酐共聚物,可以代替一部分的聚羧酸主链,由于该共聚物具有的双亲性质,可以提高减水剂的性能,此外,相比于常规聚羧酸大单体的合成,苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成效率较高,可以降低生产成本;由于利用木质硫酸钠的碳碳双键与聚氧乙烯基烯丙酯的碳碳双键进行聚合反应,形成的组合物与苯乙烯-马来酸酐共聚物相互形成复配减水剂,具有较佳的流动性和减水性,减少泌水的问题,改善了减水剂在高强度混凝土应用时的工作性能。该减水剂采用的原料环保、无毒,其中木质素硫酸盐属于可再生能源,可以对造纸业的工业废水进行回收利用或大自然中获取,可以代替部分聚羧酸大单体,具备了绿色环保、节约资源的效果。
进一步地,所述马来酸酐和苯乙烯的物质的量比例为1:0.6。
通过采用上述技术方案,马来酸酐和苯乙烯两种单体相互发生聚合反应,可以生成苯乙烯-马来酸酐共聚物,从而代替部分聚羧酸主链,当马来酸酐和苯乙烯的物质的量比例为1:0.6时,体系中的游离单体含量最低,减水剂的减水率、流动性和保坍性均有所提高。
进一步地,所述引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1~1:2.4的物质的量比例均匀混合而成。
通过采用上述技术方案,利用叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按一定的物质的量配比所制备获得的引发剂,该引发剂的体系可以降低体系内单体聚合的反应温度,节约能源,提高转化效率,减少副反应的发生。
进一步地,所述引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠物质的量比例为1:2。
通过采用上述技术方案,叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠在该物质的量比例下制备而成的引发剂,其促进减水剂体系中单体进行聚合反应的转化率较高,从而提高减水剂的减水率。
进一步地,所述链转移剂为巯基乙酸、三氯乙烯和异十二烷基硫醇中的一种或几种。
通过采用上述技术方案,利用链转移剂控制聚合物的聚合度,在游离单体的聚合反应中,链游离基夺取链转移中较活泼的原子而终止,产生新的游离基继续引发单体聚合,可以有效地控制链的长度。
进一步地,所述缓凝组分为葡萄糖酸钠。
通过采用上述技术方案,葡萄糖酸钠分子中的羟基在水泥颗粒的表面形成溶剂化水膜,减少水泥颗粒间的触点,从而将水泥颗粒团内包裹的水分子分散在体系中,参与流动,从而有效抑制水泥的水化速度,延长凝结时间,减少崩坍损失,显著提高减水剂的性能。
进一步地,所述可溶性碱为氢氧化钠。
通过采用上述技术方案,聚羧酸聚合反应完成后,体系中存在的酸性成分使减水剂呈酸性,利用氢氧化钠中和减水剂体系的酸碱度,使其整体偏向中性,可以提高体系中各成分在保存及应用时的稳定性。
进一步地,所述磺化剂为发烟硫酸。
通过采用上述技术方案,发烟硫酸与苯乙烯进行磺化反应,生成苯乙烯磺酸,从而引入磺酸基,可以增强产物的水溶性及生物活性,随后将苯乙烯磺酸与马来酸酐进行共聚反应,生成磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物,该共聚物可以替代一部分聚羧酸主链,从而提高减水剂的整体性能。
进一步地,所述溶剂为二甲苯。
通过采用上述技术方案,二甲苯的分子基团可以与溶剂原料中的分子基团相互吸引,促进混合物的溶解均匀,从而提高体系的聚合反应速率。
为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:
一种绿色环保的砂浆减水剂,包括以下步骤:
S1、在反应器中加入一定量的苯乙烯和磺化剂,控制体系温度为20℃~30℃,保温2h~4h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、缓凝组分和溶剂,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为30℃~50℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后于1h内滴加引发剂和链转移剂到反应容器中,保温并搅拌反应2h~4h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加可溶性碱,搅拌均匀,调整pH值为6.5~7,即可得到砂浆减水剂成品。
通过采用上述技术方案,利用磺化剂与苯乙烯先进行磺化,生产的产物随后与马来酸酐在指定温度下进行共聚生成磺酸苯乙烯-马来酸酐共聚物,该共聚体具有两亲性,可以取代部分聚羧酸主链;同时将木质素磺酸与聚氧乙烯基烯丙酯在指定温度下共聚,生成的产物与苯乙烯-马来酸酐共聚相互复配成减水剂,可以提高减水剂在高强度混凝土上的性能。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
第一、由于采用苯乙烯和马来酸酐两种单体相互聚合,相互形成苯乙烯-马来酸酐共聚物,可以代替一部分的聚羧酸主链,由于该共聚物具有的双亲性质,可以提高减水剂的性能,此外,相比于常规聚羧酸大单体的合成,苯乙烯-马来酸酐共聚物的合成效率较高,可以降低生产成本;由于利用木质硫酸钠的碳碳双键与聚氧乙烯基烯丙酯的碳碳双键进行聚合反应,形成的组合物与苯乙烯-马来酸酐共聚物相互形成复配减水剂,改善了减水剂在高强度混凝土应用时的工作性能,具有较佳的流动性和减水性,减少泌水的问题,该减水剂采用的原料环保、无毒,其中木质素硫酸盐属于可再生能源,可以从造纸业的工业废水进行回收利用或大自然中获取,可以代替部分聚羧酸大单体,具备了绿色环保、节约资源的效果。
第二、马来酸酐和苯乙烯两种单体相互发生聚合反应,可以生成苯乙烯-马来酸酐共聚物,从而代替部分聚羧酸主链,当马来酸酐和苯乙烯的物质的量比例为1:0.6时,体系中的游离单体含量最低,对减水剂的减水率、流动性和保坍性均有所提高。
第三、利用叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按一定的物质的量配比所制备获得的引发剂,该引发剂的体系可以降低体系内单体聚合的反应温度,节约能源,提高转化效率,减少副反应的发生。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
在以下实施例中:
马来酸酐采用江苏嘉仁化工有限公司生产的货号为108-31-6的马来酸酐。
苯乙烯采用济南凯骏化工有限公司生产的苯乙烯。
木质素硫酸钠采用巩义市盛市耐材有限公司生产的货号为28的木质素硫酸钠。
发烟硫酸采用科豫隆化工有限公司生产的发烟硫酸50%。
实施例
实施例1
一种绿色环保的砂浆减水剂,其主要由如下重量的原料制备而成:
单体A组分:30kg;
聚氧乙烯基烯丙酯:40kg;
木质素硫酸钠:16kg;
葡萄糖酸钠:1kg;
巯基乙酸:3kg;
引发剂:0.5kg;
氢氧化钠:5kg;
发烟硫酸:15kg;
二甲苯:35kg;
其中,单体A组分包括有物质的量比值为1:1的马来酸酐和苯乙烯,引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1的物质的量比例均匀混合而成。
上述实施例的绿色环保的砂浆减水剂通过以下方法制备得到:
S1、在反应器中加入苯乙烯和发烟硫酸,控制体系温度为20℃,保温2h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、葡萄糖酸钠和二甲苯,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为50℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后将叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠配置成引发剂混合溶液,于1h内滴加引发剂混合溶液和巯基乙酸到反应容器中,保温并搅拌反应2h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加氢氧化钠,搅拌均匀,调整pH值为6.5,即可得到砂浆减水剂成品。
实施例2
一种绿色环保的砂浆减水剂,其主要由如下重量的原料制备而成:
单体A组分:35kg;
聚氧乙烯基烯丙酯:55kg;
木质素硫酸钠:18kg;
葡萄糖酸钠:0.5kg;
巯基乙酸:3kg;
引发剂:1kg;
氢氧化钠:7kg;
发烟硫酸:13kg;
二甲苯:30kg;
其中,单体A组分包括有物质的量比值为1:1的马来酸酐和苯乙烯,引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1的物质的量比例均匀混合而成。
上述实施例的绿色环保的砂浆减水剂通过以下方法制备得到:
S1、在反应器中加入苯乙烯和发烟硫酸,控制体系温度为25℃,保温4h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、葡萄糖酸钠和二甲苯,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为45℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后将叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠配置成引发剂混合溶液,于1h内滴加引发剂混合溶液和巯基乙酸到反应容器中,保温并搅拌反应3h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加氢氧化钠,搅拌均匀,调整pH值为7,即可得到砂浆减水剂成品。
实施例3
一种绿色环保的砂浆减水剂,其主要由如下重量的原料制备而成:
单体A组分:30kg;
聚氧乙烯基烯丙酯:60kg;
木质素硫酸钠:20kg;
葡萄糖酸钠:1.5kg;
巯基乙酸:5kg;
引发剂:0.8kg;
氢氧化钠:6kg;
发烟硫酸:15kg;
二甲苯:35kg;
其中,单体A组分包括有物质的量比值为1:1的马来酸酐和苯乙烯,引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1的物质的量比例均匀混合而成。
上述实施例的绿色环保的砂浆减水剂通过以下方法制备得到:
S1、在反应器中加入苯乙烯和发烟硫酸,控制体系温度为30℃,保温3h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、葡萄糖酸钠和二甲苯,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为30℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后将叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠配置成引发剂混合溶液,于1h内滴加引发剂混合溶液和巯基乙酸到反应容器中,保温并搅拌反应2.5h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加氢氧化钠,搅拌均匀,调整pH值为7,即可得到砂浆减水剂成品。
实施例4
一种绿色环保的砂浆减水剂,其主要由如下重量的原料制备而成:
单体A组分:45kg;
聚氧乙烯基烯丙酯:45kg;
木质素硫酸钠:15kg;
葡萄糖酸钠:2kg;
巯基乙酸:2kg;
引发剂:1.2kg;
氢氧化钠:5kg;
发烟硫酸:10kg;
二甲苯:40kg;
其中,单体A组分包括有物质的量比值为1:1的马来酸酐和苯乙烯,引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1的物质的量比例均匀混合而成。
上述实施例的绿色环保的砂浆减水剂通过以下方法制备得到:
S1、在反应器中加入苯乙烯和发烟硫酸,控制体系温度为25℃,保温2h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、葡萄糖酸钠和二甲苯,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为45℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后将叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠配置成引发剂混合溶液,于1h内滴加引发剂混合溶液和巯基乙酸到反应容器中,保温并搅拌反应4h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加氢氧化钠,搅拌均匀,调整pH值为6.5,即可得到砂浆减水剂成品。
实施例5
一种绿色环保的砂浆减水剂,其主要由如下重量的原料制备而成:
单体A组分:40kg;
聚氧乙烯基烯丙酯:55kg;
木质素硫酸钠:18kg;
葡萄糖酸钠:1kg;
巯基乙酸:4kg;
引发剂:0.6kg;
氢氧化钠:7kg;
发烟硫酸:12kg;
二甲苯:30kg;
其中,单体A组分包括有物质的量比值为1:1的马来酸酐和苯乙烯,引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按1:1的物质的量比例均匀混合而成。
上述实施例的绿色环保的砂浆减水剂通过以下方法制备得到:
S1、在反应器中加入苯乙烯和发烟硫酸,控制体系温度为20℃,保温3h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、葡萄糖酸钠和二甲苯,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为40℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后将叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠配置成引发剂混合溶液,于1h内滴加引发剂混合溶液和巯基乙酸到反应容器中,保温并搅拌反应3h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加氢氧化钠,搅拌均匀,调整pH值为7,即可得到砂浆减水剂成品。
实施例6
与实施例2的区别在于:马来酸酐和苯乙烯的物质的量比值为1:0.5。
实施例7
与实施例2的区别在于:马来酸酐和苯乙烯的物质的量比值为1:0.6。
实施例8
与实施例2的区别在于:马来酸酐和苯乙烯的物质的量比值为1:1.2。
实施例9
与实施例7的区别在于:叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠的物质的量比值为1:2。
实施例10
与实施例7的区别在于:叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠的物质的量比值为2.4。
实施例11
与实施例7的区别在于:叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠的物质的量比值为1:1.6。
实施例12
与实施例9的区别在于:链转移剂为三氯乙烯。
实施例13
与实施例9的区别在于:链转移剂为异十二烷基硫醇。
对比例
对比例1
与实施例2的区别在于:配方中未添加单体组分A和磺化剂。
对比例2
与实施例2的区别在于:配方中未添加木质素硫酸钠。
对比例3
与实施例2的区别在于:配方中未添加木质素硫酸钠、单组分A和磺化剂。
对比例4
与实施例2的区别在于:引发剂为过氧化二异丙苯。
对比例5
与实施例2的区别在于:引发剂为偶氮二异丁睛。
对比例6
与实施例2的区别在于:引发剂为苯甲酰。
性能检测试验
根据GB/T8077-2012《混凝土外加剂均质性试验方法》中的水泥砂浆流动度的相关标准进行测试,检测初始砂浆流动度(mm)和1h砂浆流动度(mm);根据GB/T8076-2008《混凝土外加剂》中的6.5.2减水率测定的测定方法及6.5.3泌水率比测定,检测砂浆中减水剂的减水率和泌水率;根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中的3.1坍落度与坍落扩展度法检测混凝土的初始坍落度(mm)/拓展度(mm)和1h坍落度(mm)/拓展度(mm)。
其中,测试以C50混凝土砂浆作为对象,水泥采用普通硅酸盐水泥,砂料选用细度模数为2.6的河沙,石子为5-25mm的连续级配碎石,减水剂掺量为0.6%。将以上实施例及对比例制备的减水剂应用到C50混凝土砂浆中,并以市售的聚羧酸减水剂为空白组,空白组采用济南宸硕新型建材有限公司生产的聚羧酸减水剂。
表1-C50混凝土砂浆成份配合比
水泥 | 粉煤灰 | 砂子 | 石 | 水 |
250 kg/m<sup>3</sup> | 70 kg/m<sup>3</sup> | 800 kg/m<sup>3</sup> | 1050 kg/m<sup>3</sup> | 180 kg/m<sup>3</sup> |
表2-C50混凝土砂浆性能测试结果
由表2的试验结果可知:
根据实施例2及对比例1-3的试验数据对比可知,苯乙烯和马来酸酐加入减水剂体系中可以提高减水率、流动度及保坍性,苯乙烯磺化后成苯乙烯磺酸,随后与马来酸酐聚合成苯乙烯-马来酸酐共聚物,可以作为聚羧酸的主链,取代一部分的聚羧酸大单体,其具有一定的亲水和亲脂性质,可以呈现出良好的分散及乳化性能,从而提高减水剂的减水性和保坍性。木质素硫酸钠可以改善减水剂的水溶性和表面活性,利用木质素硫酸钠分子内的碳碳双键和聚氧乙烯基烯丙酯的碳碳双键发生共聚反应,该组合单体聚合物与苯乙烯-马来酸酐相互形成复配型减水剂,可以达到提升减水性和流动性的效果,从而改善减水剂应用在高强度混凝土配置时的工作性能。
根据实施例7、9-11及对比例4-6的试验数据可知,利用叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠混合的引发剂所获得的减水剂性能较佳,该引发剂可以降低单体聚合反应的温度,提高转化效率,通过该引发剂体系生产的减水剂减水率、流动度和保坍性均有显著的提高。
根据实施例2、5-8的试验数据对比可知,苯乙烯与马来酸酐及其含量比例对减水剂的流动度、减水率、保坍性具有一定的影响,当马来酸酐和苯乙烯的物质的量比值为1:0.6时,体系中的游离单体含量较低,此时减水剂的减水率、流动性和保坍性达到最佳;随着比值的减小,苯乙烯含量的增加,体系中游离单体的含量逐渐提高,使减水剂的减水性能有所降低。同时,利用引发剂促进体系的聚合反应,提高转化率,可以进一步降低体系中的游离单体。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,主要由以下重量份数的原料制成:
单体A组分:30~45份;
聚氧乙烯基烯丙酯:40~60份;
木质素硫酸钠:15~20份;
缓凝组分:0.5~2份;
链转移剂:2~5份;
引发剂:0.5~1.2份;
可溶性碱:5~7份;
磺化剂:10~15份;
溶剂:30~40份;
其中,所述单体A组分包括物质的量比例为(1:0.5)~(1:1.2)的马来酸酐和苯乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述马来酸酐和苯乙烯的物质的量比例为1:0.6。
3.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠按(1:1)~(1:2.4)的物质的量比例均匀混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述引发剂由叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠物质的量比例为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述链转移剂为巯基乙酸、三氯乙烯和异十二烷基硫醇中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述缓凝组分为葡萄糖酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述可溶性碱为氢氧化钠。
8.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述磺化剂为发烟硫酸。
9.根据权利要求1所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,所述溶剂为二甲苯。
10.一种绿色环保的砂浆减水剂的制备方法,基于权利要求任一所述的一种绿色环保的砂浆减水剂,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在反应器中加入一定量的苯乙烯和磺化剂,控制体系温度为20℃~30℃,保温2h~4h反应,反应完成后降至室温,即得第一混合液;
S2、在反应容器中加入聚氧乙烯基烯丙酯、木质素硫酸钠、缓凝组分和溶剂,与第一混合液搅拌均匀,控制体系温度为30℃~50℃,于1.5h内滴加马来酸酐,随后于1h内滴加引发剂和链转移剂到反应容器中,保温并搅拌反应2h~4h,出料即可获得第二混合液;
S3、在第二混合液中滴加可溶性碱,搅拌均匀,调整pH值为6.5~7,即可得到砂浆减水剂成品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010308414.6A CN111423145A (zh) | 2020-04-18 | 2020-04-18 | 一种绿色环保的砂浆减水剂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010308414.6A CN111423145A (zh) | 2020-04-18 | 2020-04-18 | 一种绿色环保的砂浆减水剂 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111423145A true CN111423145A (zh) | 2020-07-17 |
Family
ID=71552659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010308414.6A Withdrawn CN111423145A (zh) | 2020-04-18 | 2020-04-18 | 一种绿色环保的砂浆减水剂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111423145A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114133163A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-04 | 东莞市金胜混凝土有限公司 | 一种混凝土外加剂及其制备方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1712381A (zh) * | 2004-06-21 | 2005-12-28 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种聚醚接枝聚羧酸型混凝土减水剂的制备方法 |
CN102504138A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-20 | 郑州轻工业学院 | 木质素接枝功能性乙烯基大单体高效减水剂及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-18 CN CN202010308414.6A patent/CN111423145A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1712381A (zh) * | 2004-06-21 | 2005-12-28 | 中国科学院广州化学研究所 | 一种聚醚接枝聚羧酸型混凝土减水剂的制备方法 |
CN102504138A (zh) * | 2011-11-17 | 2012-06-20 | 郑州轻工业学院 | 木质素接枝功能性乙烯基大单体高效减水剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
孙振平等: "聚羧酸-木质素磺酸盐共聚高性能减水剂的研究与应用", 《中国混凝土进展2010》 * |
方云辉等: "磺化苯乙烯-马来酸酐及其接枝聚醚型聚羧酸减水剂的合成", 《福建建筑》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114133163A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-04 | 东莞市金胜混凝土有限公司 | 一种混凝土外加剂及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110938176B (zh) | 超长保坍水泥基聚羧酸减水剂母液及其应用 | |
CN101333092B (zh) | 水泥混凝土超塑化剂及其制备方法 | |
US9453097B2 (en) | Method for preparation of polycarboxylate superplasticizer by graft copolymerization of fatty acid vinyl ester onto acrylate polymer | |
US6043329A (en) | Acrylic copolymers | |
CN110105504B (zh) | 一种高保坍缓凝型聚羧酸减水剂及其制备和应用 | |
CN110790872B (zh) | 一种具有微交联结构的降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
CN107652405B (zh) | 一种酰胺/酰亚胺结构的聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
JP4381923B2 (ja) | 水硬性組成物用添加剤 | |
CN109970922A (zh) | 一种减缩型早强型聚羧酸减水剂母液及制备工艺 | |
CN109337024B (zh) | 一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法 | |
CN109369860A (zh) | 缓释可控型聚羧酸减水剂母液及其制备方法 | |
CN101475670B (zh) | 一种梳形接枝共聚物水泥分散剂 | |
CN111116844A (zh) | 一种引气型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
CN104592457B (zh) | 一种硫酸盐相容型聚羧酸系减水剂的制备方法 | |
CN111349199B (zh) | 一种具有核壳结构的稳态聚羧酸超塑化剂及其制备方法 | |
CN101407386A (zh) | 一种水泥砼使用的高分散塑化掺加剂 | |
CN109111146B (zh) | 一种多功能酯类聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
CN101475671B (zh) | 一种梳形共聚物水泥分散剂 | |
CN114716622A (zh) | 高固含早强型聚羧酸保坍剂的制备方法 | |
CN111423145A (zh) | 一种绿色环保的砂浆减水剂 | |
JP2001302307A (ja) | セメント添加剤およびそれを用いたコンクリート組成物 | |
CN108892754A (zh) | 一种聚羧酸高效减水剂及其制备方法 | |
CN115894814B (zh) | 一种新型聚羧酸保坍剂及其制备方法 | |
CN114478939B (zh) | 一种缓释聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
JP2011136880A (ja) | セメント混和剤及びセメント組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200717 |