[发明专利]一种混凝土抗泥剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，涉及一种混凝土抗泥剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂在混凝土工程中已获得广泛应用，与此同时也暴露出一些问题，特别是砂石中含有的泥土使聚羧酸系减水剂的性能受到很大影响，导致混凝土流动度差，坍落度损失大。随着国内建筑用优质砂资源逐渐减少，加上受到地域资源和成本的限制，一些含泥量较高的沙石已经渐渐用于建筑材料，特别是在民用建筑领域。在这种情况下，一方面要继续研发新型的减水剂，另一方面要研发出抗泥剂作为添加剂，与现有的聚羧酸系减水剂复配使用，以消除或减弱泥含量高对聚羧酸系减水剂产生的负面影响，同时提高混凝土的工作性能。这项工作具有较大的现实意义和应用价值。

目前，已有少量关于抗泥剂方面的报道。专利CN102617811A提出了一种两性乙烯基聚合物混凝土抗泥剂的制备方法。其制备方法是：利用甲基丙烯酸和聚乙二醇单甲醚进行酯化反应制备聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，然后再将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、丙烯酸系单体、乙烯基阳离子单体和乙烯基磺酸盐单体通过自由基引发聚合制得。专利CN102775088A提出了一种阻泥型混凝土减水剂及制备方法，通过将季铵盐型泥土稳定剂、无机钾盐、有机磷阻垢剂和聚羧酸减水剂复配使用。这两种抗泥剂只针对特定的泥土，适应面不广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种混凝土抗泥剂及其制备方法，本发明的抗泥剂是一种小子分量的有机共聚物，含有多种不同功能的官能团，能优先吸附泥土颗粒，抑制泥土对聚羧酸减水剂的吸附作用，同时能增大泥土与泥土、泥土与水泥颗粒之间的静电斥力，降低泥土的吸水率，从而提高混凝土的分散性和流动性。该抗泥剂对层状和非层状粘土均有吸附和分散的双重作用，而且合成工艺简单、掺量少、应用面广。

本发明混凝土抗泥剂的技术方案是：

制备该混凝土抗泥剂的原材料包括以下重量含量的材料组分：

顺丁烯二酸酐：20～40％

磷酸(盐)：5～15％

醇醚：5～15％

双氧水溶液：5～20％

氢氧化钠溶液：10～20％

水：30～40％

金属催化剂：0.01～0.05％。

按上述方案，所述磷酸(盐)为亚磷酸、次磷酸、亚磷酸钠、次磷酸钠中的一种。

优选的是，所述醇醚为一甲基二乙二醇单甲醚、二甘油醇乙醚、二乙二醇单丁醚、羟乙基甲基醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚中的一种。

按上述方案，所述金属催化剂为铁盐、三氧化二铬、五氧化二钒、钛盐、铈盐中的一种或多种按任意比例组成的复配物，其中所述铁盐为三氯化铁或磷酸铁或硫酸铁铵，所述钛盐为硫酸钛或硝酸钛，所述铈盐为硝酸铈或硫酸铈或硝酸铈铵。

按上述方案，所述双氧水溶液中双氧水浓度为30wt％；所述氢氧化钠溶液浓度为30wt％。

本发明混凝土抗泥剂的制备方法为：按比例将顺丁烯二酸酐、磷酸(盐)、水和金属催化剂加入到反应容器中，搅拌并升温至60～80℃，充分搅拌溶解得到透明溶液，再缓慢升温至80～100℃，然后加入醇醚、双氧水溶液、氢氧化钠溶液，加入时间为1.5～5.0h，随后在80～100℃条件下保温搅拌回流0.5～2.0h，冷却得到混凝土抗泥剂，所述各组分的质量配比为：

顺丁烯二酸酐：20～40％

磷酸(盐)：5～15％

醇醚：5～15％

双氧水溶液：5～20％

氢氧化钠溶液：10～20％

水：30～40％

金属催化剂：0.005～0.050％。

本发明以顺丁烯二酸酐、醇醚和磷酸(盐)为反应原料，以双氧水和金属催化剂组成氧化还原引发体系，顺丁烯二酸酐与醇醚发生酯化反应，再与磷酸(盐)发生磷酰化或膦化反应，分别接枝聚合得到含羧钠基、酯基、醚基和膦基(磷酰基)的小分子共聚物。

醇醚、双氧水溶液和氢氧化钠溶液在抗泥剂制备过程中有以下几种加入方式:

按上述方案，所述加入醇醚、双氧水溶液、氢氧化钠溶液的方式为首先滴加氢氧化钠溶液，滴加时间为0.5～1.0h，待氢氧化钠溶液滴完后，再开始滴加醇醚和双氧水溶液，滴加时间为1.0～2.0h。