一种抗泥因子及抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法与流程

1.本发明涉及混凝土外加剂和表面活性剂技术领域，具体涉及一种抗泥因子及抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法。


背景技术：

2.混凝土外加剂是一类化学建材，在混凝土中掺加适量外加剂，可以改变混凝土的物化性能，如提高混凝土强度，提高混凝土的和易性，减少用水量及水泥量，它使混凝土在质量、工作性、稳定性、耐久性、节能环保等方向达到一个新高度，起到了混凝土工艺不能起的作用，被作为新型高效建筑材料而被大量采用。
3.但混凝土外加剂对骨料含泥量敏感，尤其是砂石中的黏土。由于近年来砂石资源劣化，砂石中黏土含量较高，导致聚羧酸减水剂在混凝土应用中效果很难达到施工要求，即使混凝土达到了施工需求，混凝土中使用聚羧酸减水剂的成本也会大幅增加。研究发现黏土中的蒙脱土对减水剂的负面效应最大，目前采取的主要措施有水洗骨料、掺入超量减水剂和将抗泥外用添加剂与减水剂进行复配，水洗骨料会破坏骨料结构，且施工中不易实现；掺入超量的减水剂会造成混凝土泌水、离析，对其坍落度和强度造成负面影响；将抗泥外用添加剂与减水剂进行复配虽然可以达到一定的抗泥效果，但效果一般。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗泥因子及抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，制得的产品具有合成工艺简单、原材料成本低廉、抗泥时间长、稳定性好、制备工艺简单、安全环保等特点，适用于含泥量较高的混凝土的拌制。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抗泥因子的制备方法，包括以下步骤：1）准备称取各组分原料；2）将1，4-二溴丁烷、三苯基膦以及有机溶剂放入装有搅拌棒和冷凝管的三口烧瓶中，升温到60℃-80℃，反应8h～9h后得到混合液ⅰ；3）将所述的混合液ⅰ过滤除去多余的有机溶剂，得到抗泥因子粗产品ⅱ；4）将所述的抗泥因子粗产品ⅱ使用乙酸乙酯混合析出，经过滤、干燥后得到抗泥因子。
6.进一步地，所述1，4-二溴丁烷与三苯基膦、有机溶剂的质量比为1:（2～2.45）：（1.5～1.85）。
7.进一步地，所述的有机溶剂为乙腈、乙醇、甲醇中的任意一种。
8.进一步地，所述抗泥因子的质量占抗泥型聚羧酸减水剂的质量的百分比为0.495%～0.986%。
9.一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：1）准备称取各组分原料；
2）将上述的抗泥因子、聚氧乙烯醚大单体、丙烯酸酯、磺酸盐、链转移剂、氧化剂、过硫酸铵、水放入装有搅拌器的四口烧瓶中，加热、搅拌至完全溶解，得到第一溶液；3）将丙烯酸、水混合后搅拌，得到第二溶液；4）将还原剂、水混合后搅拌至完全溶解，得到第三溶液；5）在第一溶液搅拌状态下，将第二溶液、第三溶液缓慢的滴入第一溶液中，滴加时间控制为2.5h～3 h，滴加完毕后加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3 h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂。
10.进一步地，所述的聚氧乙烯醚大单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚tpeg、异丁烯醇聚氧乙烯醚hpeg、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚vpeg中的任意一种。
11.进一步地，所述的丙烯酸酯为2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、2-甲基-2-丙烯酸(2-二甲氨基)乙酯、2-甲基-2-丙烯酸十二烷酯、2-甲基-2-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苄酯中的一种或几种。
12.进一步地，所述的磺酸盐为四乙二醇二对甲苯磺酸酯、3
‑ꢀ
[2-（2,4-二氯苯基）-2-（1,2,4-三唑-1-基甲基）-1,3-二氧戊环-4-基]
ꢀ‑
2,4-二甲基苯磺酸盐中的一种或两种。
[0013]
进一步地，所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、异丙醇、次亚磷酸钠中的一种或几种。
[0014]
进一步地，所述的氧化剂为过硫酸钠、双氧水中的一种或两种，所述的还原剂为维生素c、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或两种。
[0015]
本发明具有以下效果：（1）通过1，4-二溴丁烷和三苯基膦产生缩合反应合成了抗泥因子，并将合成的抗泥因子添入减水剂中，使减水剂具有掺量低、减水率高、制备工艺简单、安全环保、抗泥时间长、对各种混凝土材料适应性强等优点；（2）通过对掺入不同用量的抗泥因子制备的抗泥型聚羧酸减水剂进行了混凝土性能对比测试，根据测试结果来确定抗泥因子最佳用量和最佳抗泥效果，使抗泥型聚羧酸减水剂的应用成本大大降低。
附图说明
[0016]
图1为抗泥因子的结构示意图。
[0017]
图2为抗泥因子合成路线图。
具体实施方式
[0018]
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0019]
实施例1：本实施例抗泥因子的制备方法如下：1）在装有搅拌棒和冷凝管的三口烧瓶中加入1，4-二溴丁烷（100 mmol，21.4 g）、三苯基膦（200 mmol，52.4 g）以及有机溶剂无水乙醇（50 ml，39.5g），升温至60℃～80
°
c，
进行季鏻化反应8h～9h，反应结束后，得到混合液ⅰ；2）将混合液ⅰ利用过滤除去多余的乙醇，得到粗产品ⅱ；3）将粗产品ⅱ使用乙酸乙酯析出，经过滤、干燥后得到一种双磷阳离子抗泥因子。
[0020]
如图1和图2所示，本实施例中通过1，4-二溴丁烷和三苯基膦产生缩合反应合成了抗泥因子，合成的抗泥因子添加到减水剂后，可使减水剂的抗泥效果明显增加。
[0021]
实施例2：本实施例抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法如下：1）将170.0g甲基烯丙基聚氧乙烯醚、170.0g异戊烯醇聚氧乙烯醚、125.0g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 、32.5g次亚磷酸钠、10.8g异丙醇、65.0g四乙二醇二对甲苯磺酸酯、10.0g浓度为30%的h2o2、10.0g过硫酸铵、0g实施例1中的抗泥因子、148.0g水分别装入四口烧瓶中，开启搅拌，开启冷凝水，加热到65℃～70℃，直到全部溶解；2）将含60.0g丙烯酸、44.6g水的混合溶液和含2.35g维生素c、131.4g水的混合水溶液分别滴加到四口烧瓶中，滴加时间控制为2.5h～3 h，滴加完毕后加入24.5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3 h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂lj
‑ⅰ
。
[0022]
实施例3:本实施例抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法如下：1）将170.0g甲基烯丙基聚氧乙烯醚、170.0g异戊烯醇聚氧乙烯醚、125.0g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 、32.5g次亚磷酸钠、10.8g异丙醇、65.0g四乙二醇二对甲苯磺酸酯、10.0g浓度为30%的h2o2、10.0g过硫酸铵、5.0g实施例1中的抗泥因子、148.0g水分别装入四口烧瓶中，开启搅拌，开启冷凝水，加热到65℃～70℃，直到全部溶解；2）将含60.0g丙烯酸、44.6g水的混合溶液和含2.35g维生素c、131.4g水的混合水溶液分别滴加到四口烧瓶中，滴加时间控制为2.5h～3 h，滴加完毕后加入24.5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3 h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂lj
‑ⅱ
。
[0023]
实施例4:1）将170.0g甲基烯丙基聚氧乙烯醚、170.0g异戊烯醇聚氧乙烯醚、125.0g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 、32.5g次亚磷酸钠、10.8g异丙醇、65.0g四乙二醇二对甲苯磺酸酯、10.0g浓度为30%的h2o2、10.0g过硫酸铵、10.0g实施例1中的抗泥因子、148.0g水分别装入四口烧瓶中，开启搅拌，开启冷凝水，加热到65℃～70℃，直到全部溶解；2）将含60.0g丙烯酸、44.6g水的混合溶液和含2.35g维生素c、131.4g水的混合水溶液分别滴加到四口烧瓶中，滴加时间控制为2.5h～3 h，滴加完毕后加入24.5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3 h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂lj
‑ⅲ
。
[0024]
实施例5:1）将170.0g甲基烯丙基聚氧乙烯醚、170.0g异戊烯醇聚氧乙烯醚、125.0g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 、32.5g次亚磷酸钠、10.8g异丙醇、65.0g四乙二醇二对甲苯磺酸酯、10.0g浓度为30%的h2o2、10.0g过硫酸铵、15.0g实施例1中的抗泥因子、148.0g水分别装入四口烧瓶中，开启搅拌，开启冷凝水，加热到65℃～70℃，直到全部溶解；
2）将含60.0g丙烯酸、44.6g水的混合溶液和含2.35g维生素c、131.4g水的混合水溶液分别滴加到四口烧瓶中，滴加时间控制为2.5h～3h，滴加完毕后加入24.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂lj
‑ⅳ
。
[0025]
实施例6:1）将170.0g甲基烯丙基聚氧乙烯醚、170.0g异戊烯醇聚氧乙烯醚、125.0g甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、32.5g次亚磷酸钠、10.8g异丙醇、65.0g四乙二醇二对甲苯磺酸酯、10.0g浓度为30%的h2o2、10.0g过硫酸铵、20.0g实施例1中的抗泥因子、148.0g水分别装入四口烧瓶中，开启搅拌，开启冷凝水，加热到65℃～70℃，直到全部溶解；2）将含60.0g丙烯酸、44.6g水的混合溶液和含2.35g维生素c、131.4g水的混合水溶液分别滴加到四口烧瓶中，滴加时间控制为2.5h～3h，滴加完毕后加入24.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，加热到85℃～90
°
c，继续搅拌2h～3h，用1%磷酸三钠水溶液调节ph为6.0～7.0，制备出抗泥型聚羧酸减水剂lj
‑ⅴ
。
[0026]
按照《混凝土外加剂》gb8076-2018对上述多个实施例制备的抗泥型聚羧酸减水剂进行了混凝土性能对比测试，混凝配比如表1所示，测试结果如表2所示。
[0027]
表1混凝土配比 水泥（kg/m3）砂子（kg/m3）石子（kg/m3）水（kg/m3）340800980175表2掺入不同实施例的抗泥型聚羧酸减水剂的混凝土性能从表2可知，添加了抗泥因子后，聚羧酸减水剂的抗泥效果整体上明显提高，但不同的抗泥因子用量对聚羧酸减水剂的抗泥效果影响并不相同，当抗泥因子用量≤10g时，混凝土的坍落度、抗压强度比随着抗泥因子的用量增大而增大，当抗泥因子用量＞10g时，混凝土的坍落度随着抗泥因子的用量增大而减小，抗压强度比不会随着抗泥因子的用量增大而增大，由此可知，抗泥因子最佳用量为10g左右，占抗泥型聚羧酸减水剂的质量的百分比为0.986%左右。
[0028]
以上所述，仅为本发明抽取的几组实施例而已，不能限定本发明的范围，即参照本发明所作的参数变化及修饰，均在本发明的保护范围之内。