[发明专利]一种二次改性的高效减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑材料技术领域，具体涉及一种二次改性的高效减水剂及其制备方法。

背景技术

当两种及两种以上的表面活性剂相互复配时，由于表面活性剂分子间的协同作用，能充分发挥各自优势并在一定程度上弥补各自的劣势，表现出的综合性能及性价比常常优于单一品种。如缩聚型高效减水剂与普通减水剂复配时，能在一定程度上改善混凝土的和易性，性价比也优于上述两种单一品种。单独使用脂肪族减水剂或氨基磺酸系减水剂易导致混凝土拌合物离析泌水，与萘系减水剂复配后使用可有效控制其离析泌水，流动性能也显著优于萘系减水剂。

聚羧酸系高性能减水剂具有诸多优点，市场占有率逐年上升，已逐步取代传统缩聚型高效减水剂成为市场主流产品。尽管其优点突出，但大量的研究表明，聚羧酸系高性能减水剂与传统缩聚型高效减水剂特别是萘系高效减水剂复配时相容性差，会严重影响混凝土拌合物性能及力学、耐久性能，导致含气量升高、坍损快，减水率大幅降低等不良情况，不能像传统缩聚型高效减水剂可相互混用，这在很大程度上影响了其应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种二次改性的高效减水剂及其制备方法，具有掺量低，减水率高，可与萘系、脂肪族等传统缩聚型高效减水剂及聚羧酸高性能减水剂复配使用，产品性能稳定。

本发明解决的技术问题采用以下的技术方案：

一种二次改性的高效减水剂，其由具有如下结构通式(式1所示)的缩聚物经改性剂B聚合而成。

其中，R为H、C_nH_2n+1或Lignin；C_nH_2n+1代表烷基，n＝1～3；Lignin代表木质素结构中除愈创木酚片段外的其余结构片段；x、y为缩聚物的重复单元数，其中x＝3～20、y＝3～20。

按上述方案，所述改性剂B选自合成的聚羧酸高性能减水剂(PCE)成品，可以是甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸共聚物(MPEG-PCE)或由4-6个碳原子构成的不饱和烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚物，如甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG-PCE)、异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG-PCE)等聚羧酸类聚合物中的任意一种。

一种二次改性的高效减水剂，其制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量份数计，将磺化剂40-50份、液碱0-50份、水150-180份混合至溶解，然后加入丙酮50-60份混合均匀，再加入改性剂A 15-150份进行磺化反应；

(2)磺化结束后所得溶液体系中继续滴加甲醛135-165份，甲醛滴加结束后在95-98℃保温进行缩合反应，得到一次改性的减水剂；

(3)将步骤(2)所得一次改性的减水剂加入改性剂B250-400份和引发剂0.3-0.5份引发共聚反应，即得到二次改性的高效减水剂。

按上述方案，所述磺化剂选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等中的任意一种。

按上述方案，所述改性剂A选自愈创木酚、木质素、黑液等中的任意一种。其中，木质素是以愈创木基丙烷为主要结构单元的高分子聚合物，可由黑液酸析后分离纯化进行制备；黑液为碱法造纸制浆废液浓缩液，主要成份为木质素，还有部分亚硫酸钠及还原糖等组分；其中，黑液中木质素约占30％-60％质量比。

按上述方案，所述的液碱为30-32％的氢氧化钠水溶液。

按上述方案，所述磺化反应的温度为40-45℃，反应时间为0.5-1.5h。

按上述方案，所述保温缩合反应的温度为95-98℃，时间为2-3h。

按上述方案，所述甲醛的滴加时间控制在2-3h。

按上述方案，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等中的任意一种。

按上述方案，所述共聚反应的时间为1-2h，反应温度为80-85℃。

上述二次改性的高效减水剂的制备方法，具体包括如下步骤：

1)按重量份数计，称取原料磺化剂40-50份、液碱0-50份，水150-180份，丙酮50-60份，改性剂15-150份，甲醛135-165份，催化剂0.1-0.5份，改性剂B250-400份，引发剂0.3-0.5份；

2)将磺化剂40-50份、液碱0-50份、水150-180份混合至溶解，然后加入丙酮50-60份继续搅拌10-15min，再加入改性剂A 15-150份及催化剂0.1-0.5份，于40-45℃反应0.5-1.5h进行磺化反应；