一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法

1.本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体的说是一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法。


背景技术：

2.聚羧酸减水剂由于其分子具有的可设计性，自问世以来，就可以调整其分子结构，使聚羧酸减水剂具备不同的功能。根据其结构的不同，聚羧酸减水剂设计出缓释型聚羧酸减水剂、早强型聚羧酸减水剂、减缩型聚羧酸减水剂、抗泥型聚羧酸减水剂等等，但是增强型聚羧酸减水剂目前只有用石墨烯来进行增强增韧，但是这个技术方案应用性和经济性差一些。
3.在双碳背景下，二氧化碳的资源化是践行建筑材料的绿色之路重要途径，基于此，本发明提出了是利用一种用二氧化碳制备掺杂纳米碳酸钙的聚羧酸减水剂的制备方法。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂对混凝土的强度具备一定的提升效果。
5.本发明通过以下技术方案来实现：一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一、配置溶液a：把氢氧化钙、聚醚大单体、双氧水和水加入到三口烧瓶中，搅拌均匀后制得溶液a；步骤二、配置溶液b：把丙烯酸、甲基丙烯酸加入到水中并搅拌均匀，制得溶液b；步骤三、配置溶液c：把还原剂、链转移剂加入到水中并搅拌均匀，得到溶液c；步骤四、制备减水剂：把溶液a加热到25℃以上，把溶液b和溶液c滴加到溶液a中，滴加过程中a溶液要保持搅拌状态，其中溶液b三个小时滴加完毕，溶液c三个半小时滴加完毕，滴加完毕后温度上升到35-45℃，保温一个小时；在溶液b滴加两个小时的时候采用间歇式鼓泡法向溶液a中吹入二氧化碳直至溶液c滴加完毕，保温完毕即可得到纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂。
6.进一步的，所述溶液a中氢氧化钙的用量为5-12克，聚醚大单体的用量为300-350克，双氧水的用量为1-2.5克，水的用量为250
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350克。
7.进一步的，所述溶液b中丙烯酸的用量为20
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45克，甲基丙烯酸的用量为0
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20克，水的用量为30
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50克。
8.进一步的，所述溶液c中还原剂的用量为0.3
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1克，链转移剂的用量为0.5
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3克，水的用量为30-50克。
9.进一步的，所述聚醚大单体为apeg、tpeg、hpeg、epeg、vpeg中的一种或者几种。
10.进一步的，所述还原剂为维生素c、硫酸亚铁、吊白块、高锰酸钾、亚硫酸氢钠中的
一种或者两种。
11.进一步的，所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、甲基烯丙基磺酸钠、十二烷基硫醇中的一种。
12.本发明的有益效果在于：（1）、本发明在聚羧酸减水剂合成的过程中原位合成了碳酸钙，该方法制备的碳酸钙粒径均匀，晶型单一；（2）、本发明制备的纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂可以明显提高混凝土的强度；（3）、本发明的制备过程工艺简单，不需要加热，绿色环保。
附图说明
13.图1是本发明实施例1制备的纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的扫描电镜照片；图2是本发明实施例1制备的纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的不同倍数的扫描电镜照片。
具体实施方式
14.下面根据附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
15.实施例1一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，主要步骤为：配置溶液a：把5克氢氧化钙、320克聚醚大单体、1克双氧水和280克水加入到三口烧瓶中，搅拌得到溶液a；配置溶液b：把35克丙烯酸、2克甲基丙烯酸加入到50克水中并搅拌均匀得到溶液b；配置溶液c：0.5克还原剂、1.2克链转移剂加入到30克水中并搅拌均匀，得到溶液c；制备减水剂：把溶液a加热到25度，把溶液b和溶液c滴加到溶液中a，滴加过程中a溶液要保持搅拌状态。其中溶液b三个小时滴加完毕，溶液c三个半小时滴加完毕，滴加完毕后温度上升到35度-45度之间，保温一个小时，在溶液b滴加两个小时的时候向采用间歇式鼓泡法向溶液a中吹入二氧化碳直至溶液c滴加完毕，保温完毕即可得到纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂，其中采用间歇式鼓泡法吹入二氧化碳，设备简单，工艺可控，二氧化碳的消耗量可控，节约成本。
16.实施例二：一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，主要步骤为：配置溶液a，把10克氢氧化钙、350克聚醚大单体、1.5克双氧水和300水加入到三口烧瓶中，搅拌得到溶液a；配置溶液b，把40克丙烯酸、5克甲基丙烯酸加入到50克水中并搅拌均匀，得到溶液b；配置溶液c，0.6克还原剂、1.8克链转移剂加入到50克水中并搅拌均匀，得到溶液c；制备减水剂：把溶液a加热到25度，把溶液b和溶液c滴加到溶液中a，滴加过程中a
溶液要保持搅拌状态。其中溶液b三个小时滴加完毕，溶液c三个半小时滴加完毕，滴加完毕后温度上升到35度-45度之间，保温一个小时。在溶液b滴加两个小时的时候向采用间歇式鼓泡法向溶液a中吹入二氧化碳直至溶液c滴加完毕，保温完毕即可得到纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂。
17.上述实施例中所述的聚醚大单体为apeg(烯丙基聚乙二醇醚)、tpeg(异戊烯基聚氧乙烯醚)、hpeg(甲基烯丙基聚氧乙烯醚)、epeg（甲基烯丙基聚氧乙烯醚）、vpeg（4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚）中的一种；所述还原剂为维生素c、硫酸亚铁、吊白块、高锰酸钾、亚硫酸氢钠中的一种或者两种；所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、甲基烯丙基磺酸钠、十二烷基硫醇中的一种。
18.按照实施例一所制的纳米酸钙掺杂聚羧酸减水剂烘干后在扫描电镜下测试产物的形貌，其扫描电镜照片如图1、图2，从扫描电镜照片可以看出，本实施例制备的纳米碳酸钙为簇状纺锤型。
19.按照实施制备的纳米酸钙掺杂聚羧酸减水剂应用到水泥砂浆中，看对混凝土强度的影响。水泥胶砂的制备方法按照gb/t 17671—2021 《水泥胶砂强度检验方法》制备。纳米酸钙掺杂聚羧酸减水剂的用量按照水泥重量的0.2%加入，其对强度的影响如下：从数据看以加入纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂之后，对混凝土的强度具备一定的提升效果，其原因加入纳米碳酸钙后，因纳米粒子的表面效应，使得水化硅酸钙凝胶以纳米碳酸钙为晶核生长，使水化硅酸钙凝胶相互搭接，形成以纳米碳钙为中心的空间网络结构，使混凝土的内部结构更加均匀致密。
20.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、配置溶液a：把氢氧化钙、聚醚大单体、双氧水和水加入到三口烧瓶中，搅拌均匀后制得溶液a；步骤二、配置溶液b：把丙烯酸、甲基丙烯酸加入到水中并搅拌均匀，制得溶液b；步骤三、配置溶液c：把还原剂、链转移剂加入到水中并搅拌均匀，得到溶液c；步骤四、制备减水剂：把溶液a加热到25℃以上，把溶液b和溶液c滴加到溶液a中，滴加过程中a溶液要保持搅拌状态，其中溶液b三个小时滴加完毕，溶液c三个半小时滴加完毕，滴加完毕后温度上升到35-45℃，保温一个小时；在溶液b滴加两个小时的时候采用间歇式鼓泡法向溶液a中吹入二氧化碳直至溶液c滴加完毕，保温完毕即可得到纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述溶液a中氢氧化钙的用量为5-12克，聚醚大单体的用量为300-350克，双氧水的用量为1
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2.5克，水的用量为250
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350克。3.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述溶液b中丙烯酸的用量为20
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45克，甲基丙烯酸的用量为0
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20克，水的用量为30
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50克。4.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述溶液c中还原剂的用量为0.3
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1克，链转移剂的用量为0.5
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3克，水的用量为30-50克。5.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述聚醚大单体为apeg、tpeg、hpeg、epeg、vpeg中的一种或者几种。6.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述还原剂为维生素c、硫酸亚铁、吊白块、高锰酸钾、亚硫酸氢钠中的一种或者两种。7.根据权利要求1所述的一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、甲基烯丙基磺酸钠、十二烷基硫醇中的一种。

技术总结
本发明公开一种增强型纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂的制备方法，步骤为：一、把氢氧化钙、聚醚大单体、双氧水和水加入到烧瓶中，搅拌均匀后得溶液A；二、把丙烯酸、甲基丙烯酸加入到水中搅拌均匀得溶液B；三、把还原剂、链转移剂加入到水中搅拌均匀得溶液C；四、把溶液A加热到25℃以上，把溶液B和溶液C滴加到溶液A中，滴加过程中A溶液保持搅拌状态，溶液B三个小时滴加完毕，溶液C三个半小时滴加完毕，滴加完毕后温度上升到35-45℃，保温一个小时；在溶液B滴加两个小时的时候采用间歇式鼓泡法向溶液A中吹入二氧化碳直至溶液C滴加完毕，保温完毕即得到纳米碳酸钙掺杂聚羧酸减水剂，本发明制得的减水剂对混凝土的强度具备一定的提升效果。果。果。


技术研发人员：张华 赵连印 贾康伟 郭炎飞 王玉江 茹晓红
受保护的技术使用者：洛阳理工学院
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/15