[发明专利]一种脂肪族高效减水剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脂肪族高效减水剂及制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

聚羧酸高性能减水剂具有高减水率、良好的保坍性和环境友好性等优点，是配制高性能混凝土的首选减水剂。其缺陷在于：聚羧酸减水剂价格高，并且对砂石等骨料比较敏感。因此，在骨料较差的地区，依然是以萘系、氨基磺酸盐、脂肪族和改性木质素等高效减水剂为主。

脂肪族减水剂以丙酮、甲醛、亚硫酸盐等为主要原料，经过磺化、缩合而制得的阴离子高分子表面活性剂。脂肪族减水剂具有掺量低、硫酸钠含量少(小于1%)、冬天无结晶、对钢筋无锈蚀等特点，属于早强非引气型减水剂，但保坍性能和适应性较差。

为解决脂肪族减水剂保坍性能和适应性技术问题，现有技术中，通常以葡萄糖酸钠或蔗糖等缓凝剂复配来改善减水剂的保坍能力。然而，缓凝剂的加入并不能从根本上解决其保坍能力弱的缺点，掺量过多反而会使混凝土的凝结时间延长，影响施工进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减水率高、坍落度经时损失低的脂肪族高效减水剂及制备方法。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种脂肪族高效减水剂制备方法，包括以下步骤：

一，在反应釜中加入水、亚硫酸盐和碱性调节剂，搅拌升温；

二，在35～50℃条件下，向溶液中加入第一份醛类化合物，滴加完醛类化合物后使溶液在50℃环境下保温10～20分钟；

三，在45～50℃条件下，向溶液中加入酮类化合物，滴加完酮类化合物后直接加入第二份醛类化合物，使溶液在50～60℃环境下保温20～60分钟；

四，在55～60℃条件下，向溶液中滴加第三份醛类化合物，通过控制醛类化合物的滴加速度控制温升，使溶液温度逐渐升至95℃，滴加完醛类化合物后使溶液在95～100℃环境下保温1～3小时；

五，将上述混合溶液冷却得到液体减水剂。

进一步，亚硫酸盐为连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种。

进一步，酮类化合物为丙酮、丁酮，环己酮、甲乙酮或苯乙酮中的一种。

进一步，第一份醛类化合物、第二份醛类化合物及第三份醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的一种或二者的混合物。

进一步，碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、焦磷酸钠、二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、硅酸钠中的一种或两种以上(含两种)的混合物。

一种由上述方法制备的脂肪族高效减水剂，由以下组份按重量百分比组成：亚硫酸盐8%～15%；碱性调节剂0%～9%；酮类化合物8%～12%；醛类化合物21%～39%；其余为水。

采用上述方案后，本发明一种脂肪族高效减水剂制备方法，主要是利用醛酮在碱催化作用下的缩合反应和对其羧基的α位进行磺甲基化反应引入磺酸基来控制其分子量和水溶性，通过调整醛酮和磺化剂的比例来控制其缩合物和磺化度，并通过调整醛类化合物的滴加方式来控制其分子链结构，获得梳状共聚物，从而得到具有高减水效果和高保坍性能的脂肪族高效减水剂。因此，与现有技术相比，本发明一种脂肪族高效减水剂制备方法具有以下优点：

一，生产中不需要外部热源，依靠自身反应热即可使反应液达到所需温度，有效降低了能耗及生产成本。

二，生产总时长4～5小时，反应时间明显缩短，进一步节约生产成本。

三，生产工艺简单，通过调整原材料配比和加料顺序，各阶段反应易于控制，所需设备为常规设备，便于生产。

四，制备过程中无三废（废水、废气、废渣）排放，对环境无污染。

同时，由上述方法制备的脂肪族高效减水剂，减水率高，坍落度经时损失低。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做详细描述。

实施例一

一种脂肪族高效减水剂制备方法，包括以下步骤：按质量份计，反应釜中，将55份焦亚硫酸钠和250份水加入四口瓶中，加入40份氢氧化钠溶液调pH值至12，恒温至40℃。加入约10份甲醛，升温至50℃，保温15分钟。加入60份丙酮及20份甲醛，温度控制在55℃，保温30分钟。保温结束后再滴入120份甲醛，1.5小时滴完，温度从55℃升温到95℃，甲醛滴加完后在95℃恒温2小时，冷却后至室温即得产物。

由上述方法制备的脂肪族高效减水剂，由以下组份按重量百分比组成：焦亚硫酸钠9.9%；氢氧化钠溶液7.2%；丙酮10.8%；甲醛27.3%；其余为水。

实施例二