一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110885389 A(43)申请公布日 2020.03.17

(21)申请号 201911291045.8(22)申请日 2019.12.16

(71)申请人 云南森博混凝土外加剂有限公司

地址 651700 云南省昆明市嵩明县杨林工

业园区天水路9号(72)发明人 阿光强　王磊　徐顺涛　(51)Int.Cl.

C08F 120/18(2006.01)C08F 120/20(2006.01)C08F 120/14(2006.01)C08F 4/40(2006.01)C04B 24/26(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法，其由不饱和羧酸酯、分子调节剂、引发剂和还原剂静置自聚合而成。本发明的混凝土降粘剂采用最常规的聚羧酸合成原料，合成工艺简单，安全，易于工业化生产，价格低廉，绿色环保。利用静置反应使得分子链分布很宽，使得分子链运动更自由，聚合物侧链致密的羟基，减少了水泥颗粒的相互作用力，显著降低了混凝土粘度，同时不影响混凝土强度及改善混凝土工作性能。

CN 110885389 ACN 110885389 A

权　利　要　求　书

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1.一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，由不饱和羧酸酯、分子调节剂、引发剂和还原剂聚合而成；所述的不饱和羧酸酯、分子调节剂、引发剂、还原剂的摩尔比为1～1.2：0.01～0.02：0.01～0.02：0.005～0.01：0.001～0.01。

2.根据权利要求1所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，所述的不饱和羧酸酯为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，所述的分子调节剂为十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、3-巯基丙酸异辛酯、巯基丙醇、硫代乙醇酸、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、叔丁基过氧化氢、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，所述的还原剂为吊白块、L-抗坏血酸钠、硫酸亚铁中的一种或几种。

6.制备权利要求1～5中任一权利要求所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂的方法，其特征在于，制备方法为：常温下，将不饱和羧酸酯和去离子水投入反应釜搅拌混匀，在搅拌的过程中依次投入分子调节剂、还原剂和引发剂，投完料搅拌20分钟后静置反应1h后即得混凝土降粘剂，最终浓度为18％。

7.根据权利要求6所述的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂的制备方法，其特征在于，所述的用简易方法合成的混凝土降粘剂的质量浓度为18％。

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一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

[0002]由于建筑业的发展，对高强混凝土的需求越来越多，比如特高大厦的底部、大型桥梁的塔座，都需要C50及以上的混凝土浇筑。搅拌站为了达到混凝土高强度的目的，通常用水量很低，胶凝材料用量很高，这就导致了混凝土的粘度很大，流动性很差，容易引发混凝土生产、运输、泵送及施工等一系列问题，从而限制了高强混凝土的推广和应用。[0003]为了解决高强混凝土的粘度问题，很多研究者从调整掺合料和混凝土外加剂两方面入手。在掺合料方面，主要是引入粉煤灰和硅灰，但是调整范围有限；另一方面是在外加剂中适当添加引气剂，降低混凝土粘度，但是含气量的增加对混凝土强度会造成一定影响。在此，专利CN201610331188.7公开了一种混凝土降粘剂及其制备方法，以4-羟丁基乙烯基醚、不饱和酰胺和磷酸酯为原料聚合而成，利用磷酸基团降低混凝土粘度；专利CN201410393433.8公开了一种快速分散降粘性聚羧酸水泥分散剂的制备方法，使用含叔氨基的不饱和大分子作为可参与聚合的还原剂，获得了超支化的聚羧酸水泥分散剂；专利CN201710569448.9公开了一种聚羧酸减水剂用复合粘度调节剂，由丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基磺酸钠、改性磺化纤维素组成。以上这些混凝土降粘剂都需要经过繁琐的合成过程，功能型小单体的价格也相对昂贵，对生产设备都有严格要求，生产周期较长，不利于大规模的生产。发明内容

[0004]针对上述问题，本发明提供了一种用简易方法合成的混凝土降粘剂及其制备方法，利用不饱和羧酸酯容易自聚和反应活性高的特性，通过控制反应浓度，以及链转移剂和引发剂等的用量来控制聚合物分子量从而调节高标号混凝土粘度，其具有一定减水，能显著降低高标号混凝土粘度，同时不影响混凝土的工作性能及强度。

[0005]本发明研究者在研究聚羧酸保坍剂的时候发现提高不饱和羧酸酯在保坍剂中的用量，混凝土的包裹性和松软性明显改善，但是减水性能会受影响。在此基础上，研究者尝试直接将不饱和羧酸酯与引发剂、分子调节剂和还原剂混合反应，结果发现整个反应体系能持续进行并不会出现交联现象，样品以复配的方式添加进混凝土，对混凝土粘度和和易性有一定的改善。目前为止，无论是混凝土降粘剂还是其他的功能性混凝土外加剂产品都没尝试过单独利用功能性小单体直接聚合的方式来合成并应用于大生产。[0006]本发明的一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，其特征在于，由不饱和羧酸酯、分子调节剂、引发剂和还原剂聚合而成；所述不饱和羧酸酯、分子调节剂、引发剂、还原剂的摩尔比为1～1.2：0.01～0.02：0.01～0.02：0.005～0.01：0.001～0.01。[0007]进一步地，所述的不饱和羧酸酯为丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯、丙

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烯酸羟丙酯中的一种；[0008]进一步地，所述的分子调节剂为十二烷基硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、3-巯基丙酸异辛酯、巯基丙醇、硫代乙醇酸、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种或几种；[0009]进一步地，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、叔丁基过氧化氢、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢中的一种或几种。[0010]进一步地，所述的还原剂为吊白块、L-抗坏血酸钠、硫酸亚铁中的一种或几种。[0011]上述一种用简易方法合成的混凝土降粘剂的制备方法为：常温下，将不饱和羧酸酯和去离子水投入反应釜搅拌混匀，在搅拌的过程中依次投入分子调节剂、还原剂和引发剂，投完料搅拌20分钟后静置反应1h后即得混凝土降粘剂，最终降粘剂的质量浓度为18％。[0012]本发明的有益效果是：[0013]1、本发明直接用不饱和羧酸酯静置自聚合成混凝土降粘剂，一次性投料搅拌均匀以后静置反应，合成的聚合物分子量分布宽，分子链结构多样化，同时分子侧链含有大量的羟基，与减水剂吸附产生叠加的效果，吸附在水泥颗粒表面，减少水泥颗粒之间的相互作用力，分子量的宽分布，使得聚合物分子运动更自由，与水泥颗粒接触更完全，更好的改善了水泥的表面张力，降低混凝土粘度。[0014]2、本发明利用了一类我们聚羧酸合成中最常规的合成原料，成本低。同时，运用了一次性投料的方式，整个工艺无需加热加压，比起滴加的方式，对设备要求低，反应时间短，工艺简单，绿色环保。

具体实施事例

[0015]以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。[0016]实施例一

[0017]一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，该制备方法如下所示：[0018]常温下，将170g丙烯酸叔丁酯与821g去离子水搅拌5分钟混匀，然后在搅拌的过程中依次加入1.6g巯基乙醇、2.4g L-抗坏血酸钠、2.8g浓度为30％的双氧水、3.5g过硫酸钾，继续搅拌20分钟充分混匀，静置反应1h后，即得混凝土降粘剂。[0019]实施例二

[0020]一种用简易方法合成的混凝土降粘剂，该制备方法如下所示：[0021]常温下，将170g丙烯酸羟乙酯与796g去离子水搅拌5分钟混匀，然后在搅拌的过程中依次加入0.8g巯基丙醇、0.8g次亚磷酸钠、0.3g硫酸亚铁、2.8g浓度为30％的双氧水，继续搅拌20分钟充分混匀，静置反应1h后，即得混凝土降粘剂。[0022]实施例三[0023]常温下，将170g丙烯酸甲酯与804g去离子水搅拌5分钟混匀，然后在搅拌的过程中依次加入1.4g 3-巯基丙酸异辛酯、1.6g吊白块、3.5g过硫酸铵，继续搅拌20分钟充分混匀，静置反应1h后，即得混凝土降粘剂。[0024]实施例四[0025]常温下，将170g丙烯酸羟丙酯与802g去离子水搅拌5分钟混匀，然后在搅拌的过程中依次加入0.5g硫代乙醇酸、1.1g甲酸钠、1.2g吊白块、0.2g硫酸亚铁、3.5g过硫酸铵，继续搅拌20分钟充分混匀，静置反应1h后，即得混凝土降粘剂。[0026]按照国家标准GBT50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、JGJ/T 

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283-2012《自密实混凝土应用技术规程》、GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》测试本发明实施例1～4制备的用简易方法合成的混凝土降粘剂对高标号混凝土性能的影响。

[0027]表1：混凝土配合比[0028]表1

[0029][0030]

表2：用简易方法合成的混凝土降粘剂对混凝土工作性能影响的试验结果表2

表1和表2数据说明本发明制备的用简易方法合成的混凝土降粘剂对高标号混凝

土具有很好的降粘效果，跟用纯减水母液的基准相比，0.3％掺量的降粘剂能够明显改善混凝土的流速，同时不影响混凝土强度，对混凝土状态还有所改善。实施例1～实施例4对比说明了，本发明的合成不受氧化还原体系的影响，只要控制好分子调节剂、引发剂和还原剂的用量，合成的混凝土降粘剂都有很好的降粘效果。[0032]图1：实施例2掺量对混凝土流速的影响[0033]图1[0034]表3：实施例2掺量对混凝土强度的影响

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表3

为了确定最佳掺量，以实施例2为例验证了掺量对混凝土流速的影响，图1的数据

显示，随着掺量的增加，混凝土流速加快，当掺量高于0.3％的时候，流速增加缓慢；表2中实施例2掺量对混凝土强度的影响数据显示，当掺量低于0.3％的时候，混凝土强度不受影响，高于0.3％以后，随着掺量的增加，混凝土强度降低，所以本发明的降粘剂最佳掺量为0.3％。

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图1

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