CN113603827B - 一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂及其制备方法，首先在装有搅拌器的反应釜中加入75‑91份羧酸类单体酸、33‑67份醇醚单体、2‑4份链转移剂、0.1‑0.3份阻聚剂和水；采用水浴加热至80‑90℃；之后将150‑175份羧酸类单体、0.1‑0.3份阻聚剂和178‑187份水配制成A液，将1.64‑3.21份引发剂、2‑8份链转移剂和水配制成B液，用滴加泵将A、B液滴加至反应釜中，其中A液滴加1‑1.5小时，B液滴加1‑2小时。滴加完A、B液后保温1‑2小时，降温出料，补水至1000份，制得机制砂调节剂。本发明通过醇醚单体的引入增加聚合物分子链的侧链长度与柔顺性，提高聚合物的分散性能，使其能够适配不同级配的机制砂，提高机制砂的使用性能。
Description
技术领域
本发明属于工程建筑技术领域，具体是一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂及其制备方法。
背景技术
目前的工程建筑行业对砂石的需求量较大，但目前天然砂的资源短缺且国家对生态环境的保护越来越重视，天然砂的用量逐渐减少，机制砂替代天然砂配制混凝土已成为行业发展的必然趋势。但机制砂有棱角分明、表面粗糙、级配不良等缺点，导致使用机制砂拌合的混凝土工作性较差，目前仍很少有人能给出有效的解决方法。因此，研制出一种新型的机制砂调节剂便成为了现阶段工程建筑行业的研究热点。
专利CN110240446A公开了一种自密实轻骨料机制砂混凝土及其制备方法，本发明公开了一种自密实轻骨料机制砂混凝土，各组分的重量份为：水泥260-330、粉煤灰140-160、矿粉30-40、硅灰20-40、机制砂420-500、轻砂100-110、轻骨料360-400、水150-160、减水剂 6.8-8.3、保坍剂0.45-2.8、引气剂0.18-0.22，其中，保坍剂用异戊烯醇聚氧乙烯醚TPEG、丙烯酸和复合分子量调节剂复配得到，引气剂为松香皂引气剂，用松香、烧碱、三乙醇胺、十二烷基硫酸钠复配得到，本发明使用机制砂替代天然砂，通过二次混料法制备的混凝土，解决了轻骨料混凝土骨料容易上浮、天然砂供应紧张和轻骨料机制砂混凝土需水率高、易离析、可泵送性差的问题。
专利CN110655346A公开了一种机制砂调节剂及制备方法，本发明实施例提供了一种机制砂调节剂及制备方法，该机制砂调节剂含有聚羧酸减水剂、减胶剂、早强剂、引气剂、聚醚型消泡剂、致密修补剂、粘度触变剂和水，适用于不同级配的机制砂，在可以控制混凝土较好工作性能的同时也能保证混凝土的耐久性要求，本发明提供的机制砂调节剂，能使新拌混凝土的各项检测指标明显优于目前市场的普通外加剂，混凝土坍落度高达200mm，容重达到了2438kg/m3，同时活易性好，28d强度达到了66.8MPa，强度增加量相比普通外加剂提升了超过30％。
专利CN110357487A公开了一种机制砂调节剂及其在含机制砂混凝土中的用途，本发明公开了一种机制砂调节剂及其在含机制砂混凝土中的用途，机制砂调节剂，按照重量份的原料包括：二乙醇单异丙醇胺10-15％、麦芽糖糊精2-5％、二丙胺5-10％、科莱恩聚醚类混凝土用引气剂1-3％、六偏磷酸钠5-10％、余量为水，麦芽糖糊精是以各类淀粉作原料，经酶法工艺低程度控制水解转化，提纯，干燥而成，其水解DE值在20％以下，二丙胺分子式C6H15N或(CH3CH2CH2)2NH；分子量101.19；无色液体，有氨的气味；可混溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮；易燃液体；主要用途：有机合成中间体，及作溶剂。本发明机制砂调节剂，工艺简单、操作方便，生产过程无废料，环保可靠，利于大规模工业化生产，使用时，可有效的提高混凝土强度，减少胶材用量，并且能调节混凝土包裹性和增加混凝土流动性。
区别于以上专利，本发明所要制备的是一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂。本发明使用长链的醇醚单体对羧酸类的机制砂调节剂进行改性，在调节剂的分子链上引入醚键，为其提供一定的亲水性能，在拌和混凝土时起到良好的保水作用，减少混凝土的离析现象，提高混凝土的和易性，并能更好地分散机制砂颗粒，改善混凝土的内部结构，提高强度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂。本发明的制备工艺简单，产品性能优异、稳定性好、适应性广。
本发明以羧酸类单体与醇醚单体为原料通过聚合反应制备一种醇醚改性羧酸类聚合物，醇醚单体中的羟基和醚键能够为调节剂分子提供更好的分散作用，能够改善机制砂在混凝土中的分散程度，提高混凝土的和易性，避免离析。醇醚中的羟基基团能够络合水泥中的钙离子，延缓水泥水化，有一定缓凝作用，可以提高混凝土的运送性能，并延缓水化热的释放，提高混凝土的后期强度。
本发明的技术方案如下：
一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于，依次包括如下操作步骤：
步骤一：以质量分数计，在装有搅拌器的反应釜中加入75-91份羧酸类单体酸、33-67份醇醚单体、2-4份链转移剂、0.1-0.3份阻聚剂和水；采用水浴加热至80-90℃；
步骤二：将150-175份羧酸类单体、0.1-0.3份阻聚剂和178-187份水配制成A液，将1.64-3.21份引发剂、2-8份链转移剂和水配制成B液，用滴加泵将A、B液滴加至反应釜中，其中A液滴加1-1.5小时，B液滴加1-2小时。滴加完A、B液后保温1-2小时，降温出料，补水至1000份，制得机制砂调节剂。
所述的羧酸类单体为马来酸、衣康酸中的任意一种或几种组成。优选质量比3：2的马来酸和衣康酸的组合物。
所述的醇醚单体为烯丙基羟乙基醚、单甲基烯丙基乙二醇醚中的任意一种或几种组成。优选质量比3：4的烯丙基羟乙基醚和单甲基烯丙基乙二醇醚的组合物。
所述的引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二叔丁基(DTBP)、过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组成。优选质量比1： 1的过硫酸铵和过氧化苯甲酰的组合物。
所述的阻聚剂为对苯二酚、对皋醌、对苯醌、对叔丁基邻苯二酚，2,6-二叔丁基对甲基苯酚，4,4'-二经基联苯、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼，优选质量比1：2的对苯醌和1,1-二苯基-2- 三硝基苯肼的组合物。
所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇中的任意一种或几种组成。优选为质量比为2:1的巯基丙酸和巯基乙醇的组合物。
一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂，由下述各组分聚合而成，原料总质量为1000 份，各组分包括：
羧酸类单体 225-266份；
醇醚单体 33-67份；
引发剂 1.64-3.21份；
阻聚剂 0.2-0.6份；
链转移剂 4-12份；
其余为水。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明在机制砂调节剂的分子链上引入了羟基，羟基有着络合钙离子的能力，在混凝土中有一定的缓凝作用，能够延缓混凝土水化热的释放，降低干燥收缩，提高混凝土的后期强度。
2、本发明在制备工艺中加入了少量阻聚剂，目的是将聚合物的分子链做短，小分子链的聚合物吸附在机制砂颗粒表面时不会发生缠绕导致降低调节剂的作用率。使得本发明的调节剂能够适用于各级配的机制砂，有着很好的作用效果。
3、本发明所使用的醇醚单体中的醚键能够起到较好的空间位阻作用，能够将不同级配的机制砂进行分散，并且醚键还有着一定的保水性能，在混凝土中能够吸附水分子形成水膜，对混凝土颗粒起到润滑作用，提高混凝土的流动性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂，所述醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂由以下组分制备而成：
质量比3：2的马来酸和衣康酸的组合物259份；
质量比3：4的烯丙基羟乙基醚和单甲基烯丙基乙二醇醚49份；
质量比1：1的过硫酸铵和过氧化苯甲酰的组合物2.20份；
质量比1：2的对苯醌和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼的组合物0.4份；
质量比为2:1的巯基丙酸和巯基乙醇的组合物8份；
其余为水，总质量1000份。
制备方法包括以下步骤：
步骤一：在装有搅拌器的反应釜中加入86份质量比3：2的马来酸和衣康酸的组合物、 49份质量比3：4的烯丙基羟乙基醚和单甲基烯丙基乙二醇醚、2份质量比为2:1的巯基丙酸和巯基乙醇的组合物、0.1份质量比1：2的对苯醌和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼的组合物和水。采用水浴加热至85℃。
步骤二：将173份质量比3：2的马来酸和衣康酸的组合物、0.3份质量比1：2的对苯醌和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼的组合物和水配制成A液，将2.20份质量比1：1的过硫酸铵和过氧化苯甲酰的组合物、6份质量比为2:1的巯基丙酸和巯基乙醇的组合物和水配制成B液，用滴加泵将A、B液滴加至反应釜中，其中A液滴加1.3小时，B液滴加1.5小时。滴加完A、 B液后保温1小时，降温出料，补水至1000份，制得机制砂调节剂。
实施例2至实施例6的方法与实施例1相同，组分区别和工艺参数区别详见表1和表2。
表1为本发明实施例1-6制备方法组分区别表
表2为本发明实施例1-6制备方法工艺参数区别表
检测数据：
将本发明的实施例与广州一和建材CS-06混凝土机制砂调节剂对机制砂进行改性后，配置成C50混凝土试样，经过检测得到下表。
根据上表的检测数据可以看出，本发明的机制砂调节剂能够更好地改善机制砂的性能，使其配置而成的混凝土有着更好的强度和流动性性能。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于，依次包括如下操作步骤：
步骤一：以质量分数计，在装有搅拌器的反应釜中加入75-91份羧酸类单体酸、33-67份醇醚单体、2-4份链转移剂、0.1-0.3份阻聚剂和水；采用水浴加热至80-90℃；
步骤二：将150-175份羧酸类单体、0.1-0.3份阻聚剂和178-187份水配制成A液，将1.64-3.21份引发剂、2-8份链转移剂和水配制成B液，用滴加泵将A、B液滴加至反应釜中，其中A液滴加1-1.5小时，B液滴加1-2小时；滴加完A、B液后保温1-2小时，降温出料，补水至1000份，制得机制砂调节剂；
所述的羧酸类单体为衣康酸和/或马来酸；
所述的醇醚单体为烯丙基羟乙基醚和/或单甲基烯丙基乙二醇醚。
2.权利要求1所述的一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组成。
3.权利要求1所述的一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于：所述的阻聚剂为对苯二酚、对皋醌、对苯醌、对叔丁基邻苯二酚、2,6-二叔丁基对甲基苯酚、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼中的任意一种或几种组成。
4.权利要求1所述的一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于：所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇中的任意一种或几种组成。
5.一种醇醚改性羧酸类聚合物的机制砂调节剂，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法所制备。
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