本發(fā)明涉及一種水泥添加劑，具體涉及一種保坍型聚羧酸高性能減水劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚羧酸系高性能減水劑是近年來發(fā)展迅猛的第三代高性能減水劑。由于他的優(yōu)越分散性能及使用的可控性能，受到了生產(chǎn)制造企業(yè)和廣大用戶的推崇。但是目前的聚羧酸在生產(chǎn)和應(yīng)用中尚存在一些問題，影響了它的發(fā)展，如他的主要原料來自石油煉制的下游產(chǎn)品，供應(yīng)日趨緊張，而且價格有較大的波動。在高強(qiáng)度的混凝土使用中又會產(chǎn)生混凝土發(fā)粘、扒底等現(xiàn)象。這些問題引起了廣大用戶和生產(chǎn)者的關(guān)注和重視，促使人們對降低原料成本，穩(wěn)定價格和改善性能方面進(jìn)一步的思索和研發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有聚羧酸系高性能減水劑存在的上述問題，提供一種保坍型聚羧酸高性能減水劑及其制備方法，其不僅改善了減水劑的性能，還節(jié)約了成本。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一方面，提供一種保坍型聚羧酸高性能減水劑，其包括以下重量份的原料：

聚羧酸溶液 1000~1500份，一元不飽和羧酸及其衍生物800~1300份，氯化鈣 1000~1500份，引發(fā)劑 50~100份，分子量調(diào)節(jié)劑50~80份和水 4000~5000份；

所述聚羧酸溶液由以下重量份的原料組成：脂肪醇聚氧乙烯醚1000~1400份，丙烯酸 300~450份，雙氧水 25~30份、催化劑 50~65份和水500~1000份；

所述一元不飽和羧酸及其衍生物由以下重量份的原料組成：丙烯酸 100~250份，甲基丙烯酸50~150份、氯化鈉50~80份、氯化鈣溶液50~80份和硫酸銨100~150份。

另一方面，提供一種保坍型聚羧酸高性能減水劑的制備方法，其包括以下步驟：

A、聚羧酸溶液的制備

將脂肪醇聚氧乙烯醚1000~1400份，丙烯酸 300~450份，雙氧水 25~30份、催化劑 50~65份和水500~1000份加入反應(yīng)釜中，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)0.8~1.3h，用氫氧化鈣溶液中和至pH=6~8制得聚羧酸溶液；

B、將聚羧酸溶液1000~1500份和一元不飽和羧酸及其衍生物800~1300份加入到反應(yīng)罐中，升溫至50-70℃；

C、依次向反應(yīng)罐中加入氯化鈣 1000~1500份，引發(fā)劑 50~100份和分子量調(diào)節(jié)劑50~80份，加入氯化鈣、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑的間隔時間為0.5h，且加入氯化鈣時至加入分子量調(diào)節(jié)劑半小時后期間采用500~1000r/min的攪拌速度進(jìn)行攪拌；

D、之后加入水 4000~5000份以500~800r/min的攪拌速度攪拌10min，繼續(xù)升溫至75-95℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)3h~5h，用氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物 pH 值到 6.0~7.5后，冷卻至25-40℃即得到減水劑成品。

本發(fā)明的有益效果為：采用本方案的配方及其制備方法制備的減水劑，其保坍性能優(yōu)異，適合夏季的高溫使用，同時，具有廣泛的適應(yīng)性，對各種硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥及各種摻合料以及不同工藝的水泥品種適應(yīng)性廣泛，均具有很好的分散性及保塑性。大大改善了聚羧酸減水劑對水泥敏感而不適用問題。

本方案中鈣離子和鈉離子等陽離子的引入，在水泥中加入本方案的減水劑后水泥顆粒中包裹的拌合水從30%降低至10%以下，使水泥使用時的減水率達(dá)到30%以上；引入鈣離子和鈉離子后，在摻量更少的情況下，具有降粘效果。

另外采用本方案提供的配方及其制備方法制備的減水劑具有良好的分散性，在高強(qiáng)度等級混凝土應(yīng)用上有非常高的流動性，對成型混凝土的強(qiáng)度有較大幅度的提高，含氣量適中，抗凍融性明顯提高，容易澆注和密實(shí)，大大提高混凝土使用壽命。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑包括以下重量份的原料：

聚羧酸溶液 1000份，一元不飽和羧酸及其衍生物1300份，氯化鈣 1000份，引發(fā)劑 60份，分子量調(diào)節(jié)劑70份和水 4000份；聚羧酸溶液由以下重量份的原料組成：脂肪醇聚氧乙烯醚1100份，丙烯酸 300份，雙氧水25份、催化劑 52份和水550份；一元不飽和羧酸及其衍生物由以下重量份的原料組成：丙烯酸 150份，甲基丙烯酸150份、氯化鈉50份、氯化鈣溶液60份和硫酸銨150份。

分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、巰基乙酸、巰基丙酸或正十二烷基硫醇中的一種或幾種按任意比例混合得到混合物；引發(fā)劑為有機(jī)氧化物引發(fā)劑，其為過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸二環(huán)己酯和過氧化二碳酸雙十四酯按1：2：1.5的比例混合得到的混合物；催化劑為維生素C、硫酸鍺和氨基乙酸丙酯按1：1.5：2得到的混合物。

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑的制備方法包括以下步驟：

A、聚羧酸溶液的制備

將脂肪醇聚氧乙烯醚1100份，丙烯酸 300份，雙氧水25份、催化劑 52份和水550份加入反應(yīng)釜中，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)0.9h，用氫氧化鈣溶液中和至pH=6.5制得聚羧酸溶液；

B、將聚羧酸溶液1000份和一元不飽和羧酸及其衍生物1300份加入到反應(yīng)罐中，升溫至50-70℃；

C、依次向反應(yīng)罐中加入氯化鈣 1000份，引發(fā)劑 60份，分子量調(diào)節(jié)劑70份，加入氯化鈣、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑的間隔時間為0.5h，且加入氯化鈣時至加入分子量調(diào)節(jié)劑半小時后期間采用800r/min的攪拌速度進(jìn)行攪拌；

D、之后加入水 4000份以500r/min的攪拌速度攪拌10min，繼續(xù)升溫至75℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)3h，用氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物 pH 值到 6. 5后，冷卻至25℃即得到減水劑成品。

在水泥使用時加入本實(shí)施例的減水劑后，水泥顆粒中包裹的拌合水從30%降低至5%，使水泥使用時的減水率達(dá)到40%。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑包括以下重量份的原料：

聚羧酸溶液 1200份，一元不飽和羧酸及其衍生物800份，氯化鈣 1200份，引發(fā)劑 100份，分子量調(diào)節(jié)劑50份和水 4300份；聚羧酸溶液由以下重量份的原料組成：脂肪醇聚氧乙烯醚1400份，丙烯酸 450份，雙氧水28份、催化劑 60份和水1000份；一元不飽和羧酸及其衍生物由以下重量份的原料組成：丙烯酸 100份，甲基丙烯酸50份、氯化鈉60份、氯化鈣溶液70份和硫酸銨100份。

分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、巰基乙酸、巰基丙酸或正十二烷基硫醇中的一種或幾種按任意比例混合得到混合物；引發(fā)劑為無機(jī)氧化物引發(fā)劑，其為硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨和偶氮二異丁氰按1：4：2.5：1的比例混合得到的混合物；催化劑為維生素C、硫酸鍺和氨基乙酸丙酯按1：1.5：2得到的混合物。

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑的制備方法包括以下步驟：

A、聚羧酸溶液的制備

將脂肪醇聚氧乙烯醚1400份，丙烯酸 450份，雙氧水28份、催化劑 60份和水1000份加入反應(yīng)釜中，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)1h，用氫氧化鈣溶液中和至pH=7制得聚羧酸溶液；

B、將聚羧酸溶液 1200份和一元不飽和羧酸及其衍生物800份加入到反應(yīng)罐中，升溫至50-70℃；

C、依次向反應(yīng)罐中加入氯化鈣 1200份，引發(fā)劑100份和分子量調(diào)節(jié)劑50份，加入氯化鈣、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑的間隔時間為0.5h，且加入氯化鈣時至加入分子量調(diào)節(jié)劑半小時后期間采用500r/min的攪拌速度進(jìn)行攪拌；

D、之后加入水 4300份以500r/min的攪拌速度攪拌10min，繼續(xù)升溫至80℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)3.5h，用氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物 pH 值到 6.0后，冷卻至30℃即得到減水劑成品。

在水泥使用時加入本實(shí)施例的減水劑后，水泥顆粒中包裹的拌合水從30%降低至8%，使水泥使用時的減水率達(dá)到34%。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑包括以下重量份的原料：

聚羧酸溶液 1400份，一元不飽和羧酸及其衍生物1000份，氯化鈣 1500份，引發(fā)劑 70份，分子量調(diào)節(jié)劑80份和水4800份；聚羧酸溶液由以下重量份的原料組成：脂肪醇聚氧乙烯醚1300份，丙烯酸 350份，雙氧水30份、催化劑 65份和水700份；一元不飽和羧酸及其衍生物由以下重量份的原料組成：丙烯酸 200份，甲基丙烯酸80份、氯化鈉70份、氯化鈣溶液80份和硫酸銨120份。

分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、巰基乙酸、巰基丙酸或正十二烷基硫醇中的一種或幾種按任意比例混合得到混合物；引發(fā)劑為有機(jī)氧化物引發(fā)劑，其為過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳酸二十六酯、過氧化二碳酸雙十四酯和過氧化二碳酸二己酯按1：2：1.5：1.3：1混合得到的混合物；催化劑為維生素C、硫酸鍺和氨基乙酸丙酯按1：1.5：2得到的混合物。

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑的制備方法包括以下步驟：

A、聚羧酸溶液的制備

將脂肪醇聚氧乙烯醚1300份，丙烯酸 350份，雙氧水30份、催化劑 65份和水700份加入反應(yīng)釜中，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)1.1h，用氫氧化鈣溶液中和至pH=7.5制得聚羧酸溶液；

B、將聚羧酸溶液 1400份，一元不飽和羧酸及其衍生物1000份加入到反應(yīng)罐中，升溫至70℃；

C、依次向反應(yīng)罐中加入氯化鈣 1500份，引發(fā)劑 70份，分子量調(diào)節(jié)劑80份，加入氯化鈣、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑的間隔時間為0.5h，且加入氯化鈣時至加入分子量調(diào)節(jié)劑半小時后期間采用1000r/min的攪拌速度進(jìn)行攪拌；

D、之后加入水4800份以700r/min的攪拌速度攪拌10min，繼續(xù)升溫至90℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)4h，用氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物 pH 值到 7.5后，冷卻至35℃即得到減水劑成品。

在水泥使用時加入本實(shí)施例的減水劑后，水泥顆粒中包裹的拌合水從30%降低至7%，使水泥使用時的減水率達(dá)到37%。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑包括以下重量份的原料：

聚羧酸溶液1500份，一元不飽和羧酸及其衍生物1200份，氯化鈣1350份，引發(fā)劑 85份，分子量調(diào)節(jié)劑60份和水5000份；聚羧酸溶液由以下重量份的原料組成：脂肪醇聚氧乙烯醚1200份，丙烯酸 400份，雙氧水30份、催化劑65份和水850份；一元不飽和羧酸及其衍生物由以下重量份的原料組成：丙烯酸 250份，甲基丙烯酸120份、氯化鈉80份、氯化鈣溶液50份和硫酸銨135份。

分子量調(diào)節(jié)劑為甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、巰基乙酸、巰基丙酸或正十二烷基硫醇中的一種或幾種按任意比例混合得到混合物；引發(fā)劑為無機(jī)氧化物引發(fā)劑，其為硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨:1：3：1.3比例混合得到的混合物；催化劑為維生素C、硫酸鍺和氨基乙酸丙酯按1：1.5：2得到的混合物。

本實(shí)施例的保坍型聚羧酸高性能減水劑的制備方法包括以下步驟：

A、聚羧酸溶液的制備

將脂肪醇聚氧乙烯醚1200份，丙烯酸 400份，雙氧水30份、催化劑65份和水850份加入反應(yīng)釜中，在催化劑的催化作用下，反應(yīng)1.3h，用氫氧化鈣溶液中和至pH=8制得聚羧酸溶液；

B、將聚羧酸溶液1500份和一元不飽和羧酸及其衍生物1200份加入到反應(yīng)罐中，升溫至65℃；

C、依次向反應(yīng)罐中加入氯化鈣1350份，引發(fā)劑 85份和分子量調(diào)節(jié)劑60份，加入氯化鈣、引發(fā)劑和分子量調(diào)節(jié)劑的間隔時間為0.5h，且加入氯化鈣時至加入分子量調(diào)節(jié)劑半小時后期間采用1000r/min的攪拌速度進(jìn)行攪拌；

D、之后加入水5000份以750r/min的攪拌速度攪拌10min，繼續(xù)升溫至95℃下進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)5h，用氫氧化鈉的水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)物 pH 值到7.5后，冷卻至40℃即得到減水劑成品。

在水泥使用時加入本實(shí)施例的減水劑后，水泥顆粒中包裹的拌合水從30%降低至7.3%，使水泥使用時的減水率達(dá)到36%。