一种缓凝型高效分散剂及其制备方法_3

文档序号:9927595阅读:来源:国知局
瓶中,加入硫酸318.6g(3.3mol),升温至110 °C,保持10min,然后滴加37 %甲醛水溶液 800.04g(8. Omol),安装冷凝管,加热回流5h,冷却之后,待用。
[0094] (2)酯化反应
[0095] 在2000ml圆底烧瓶中,加入单体B(聚醚)300.(^(0.3111〇1,]\111=1000)、单体厶(六亚 磷酸基三聚氰胺)69.0g(0.1mol)以及带水剂环己烷554g,安装冷凝器,升温至130°C,反应 9h,然后降温至50°C左右,加入水554g,进入分离装置,分出下层水溶液,上层搜集,继续循 环使用。
[0096] (3)中和
[0097] 将下层水溶液,加入30%氢氧化钠溶液53.38(0.4111〇1),调节体系?11 = 8~9,制得 重量浓度约为40%的分散剂,为浅棕色透明粘稠液体,水性凝胶色谱测定缩聚物重均分子 量为3916.
[0098] 对比实施例1
[0099] (1)单体A的制备
[0100]将三聚氰胺 126.03g(l .Omol),亚磷酸 328.01g(4.0mol)和水600ml 置于 2000ml 反 应瓶中,加入硫酸196.5g( 2 . Omol),升温至90 °C,保持10min,然后滴加37 %甲醛水溶液 405.02g(5.08mo 1),安装冷凝管,加热回流lh,冷却之后,待用。
[0101] (2)酯化反应
[0102] 在2000ml圆底烧瓶中,加入单体B(聚醚)100.28(0.2!11〇1,111 = 500)、单体六(六亚磷 酸基三聚氰胺)69.0g(0. lmol)以及带水剂环己烷507g,安装冷凝器,升温至90°C,反应5h, 然后降温至50°C左右,加入水507g,进入分离装置,分出下层水溶液,上层搜集,继续循环使 用。
[0103] (3)中和
[0104] 将下层水溶液,加入30%氢氧化钠溶液66.78(0.5111〇1),调节体系?11 = 8~9,制得 重量浓度约为40%的分散剂,为浅棕色透明粘稠液体,水性凝胶色谱测定缩聚物重均分子 量为1765.
[0105]对比实施例2
[0106] (1)单体A的制备
[0107]将三聚氰胺 126 ? 02g( 1 ? Omol),亚磷酸738 ? 0g(9 ? Omol)和水4000ml置于8000ml反 应瓶中,加入硫酸392.28(4.0111〇1),升温至130°(:,保持10111111,然后滴加37%甲醛水溶液 811 ? 0g(10 ? Qmo 1),安装冷凝管,加热回流7h,冷却之后,待用。
[0108] (2)酯化反应
[0109] 在3000ml圆底烧瓶中,加入单体B(聚醚)800.18(0.4!11〇1,]\111 = 2000)、单体4(六亚 磷酸基三聚氰胺)69.0g(0.1mol)以及带水剂环己烷434g,安装冷凝器,升温至160°C,反应 6h,然后降温至50°C左右,加入水434g,进入分离装置,分出下层水溶液,上层搜集,继续循 环使用。
[0110] ⑶中和
[0111] 将下层水溶液,加入30%氢氧化钠溶液66.78(0.5111〇1),调节体系?11 = 8~9,制得 重量浓度约为40%的分散剂,为浅棕色透明粘稠液体,水性凝胶色谱测定缩聚物重均分子 量为8900.
[0112] 应用实例1
[0113] 本发明应用实施例中,除特别说明,所采用的水泥均为小野田52.5R.P. II水泥,砂 为细度模数Mx = 2.6的中砂,石子粒径为5~20mm连续级配的碎石。坍落度及坍落度损失参 照JC473-2001《混凝土栗送剂》相关规定执行。
[0114] 表1测试用混凝土配合比
[0116]表2缩聚物减水剂性能测试结果
[0119]表2中混凝土流动性数据表明,在含泥量为1.8 %机制山砂和含泥量为0.6 %的石 子为骨料的条件下,该新型分散剂表现出了中低坍落度值、长时间保坍能力和较优的缓凝 效果,可以降低混凝土内外温差20°C以上,对于核电、水工等特种大体积混凝土具有重要的 应用价值,且该分散剂对含泥量较高的机制砂、石子具有较好的适应能力,抗泥效果明显。 对比例的应用数据表明:当反应条件和工艺参数超出本专利保护范围时,将会影响分散剂 分子结构,进而会改变其凝结时间、缓凝效果及分散与分散保持性能,甚至会影响混凝土 28d的强度。
【主权项】
1. 一种缓凝型高效分散剂,其特征在于,其分子结构式如下式I所示:所述缓凝型高效分散剂为虽型结构,核心为三聚氰胺衍生物(A),外围为聚氧烷烯基侧 链⑶; 所述结构式I中,R1,R2,R3,R4,R 5,R6分别为-P〇3H2和聚氧烷烯基侧链之一,相互独立,但 不能同时全为-P〇3H2或聚氧烷烯基侧链; 所述缓凝型高效分散剂的重均分子量为1700~16000; 所述聚氧烷烯基侧链,重均分子量为1000~3000;-端为裸露-OH,另一端为脂肪族或 芳香族基团封闭,是以相应的脂肪醇或芳香醇直接烷氧基化制得; 所述聚氧烷烯基侧链,链段为聚氧乙烯和/或聚氧丙烯,但不能全为聚氧丙烯,聚氧乙 稀单元数为22~114,聚氧乙稀单元数为17~86。2. 根据权利要求1所述缓凝型高效分散剂,其特征在于,其结构符合下述通式,吸附基 团为亚磷酸官能团;3. 权利要求1或2所述缓凝型高效分散剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤; 步骤(1):六亚磷酸基三聚氰胺(A)的制备, 在水、三聚氰胺、甲醛与亚磷酸的存在下,加入催化剂酸,设定相应的反应温度和反应 时间,制备核心结构A单体; 其中,三聚甲醛、甲醛(37 %水溶液)、亚磷酸均为工业化原料; 物料摩尔比:三聚氰胺:亚磷酸:甲醛=1:6.0~8.0:7.0~9.0; 水作为反应溶剂,水加入量为物料质量的1~2倍; 反应温度:100 °C~120 °C,反应时间:2~6h; 催化剂酸为甲酸、醋酸、草酸、盐酸、磷酸中的任意一种以上任意比例的混合物; 催化剂酸加入mol量为三聚氰胺的5.0~7.0倍; 装置需要安装冷凝器回流装置,防止体系酸或水的散失,影响反应条件; 步骤(2):分散剂的制备,酯化反应: 将单体Α和聚氧烷烯基醚混合,在带水剂的作用下中,通过脱水酯化反应,降温,然后加 水稀释,分出水层即可; 物料比:六亚磷酸基三聚氰胺:聚氧烷烯基醚=1:1.0~5.0; 所述带水剂为环己烷、甲苯和二甲苯之中的一种或以上的混合物; 带水剂加入量为物料质量的1~2倍; 反应温度:110~150 °C,反应时间4h~10h; 加水量为物料质量的1. 〇~2.3倍; 分出的带水剂可以循环使用,水层进入中和釜; 装置需要安装分水器和冷凝器回流装置,防止体系带水剂的散失; 步骤(3):中和, 在合成的分散剂体系中,加入碱溶液,调节体系的PH值为6~8; 所述碱溶液氢氧化钠或氢氧化钾溶液,溶质质量浓度为10 %~30 % ; 调整加水量和碱溶液的加入量,使制备分散剂浓度保持在40% ± 5,即得所述缓凝型高 效分散剂。
【专利摘要】本发明公开了一种缓凝型高效分散剂,其核心为三聚氰胺衍生物,外围为-PO3H2和聚氧烷烯基侧链,其相互独立,但不能同时全为-PO3H2或聚氧烷烯基侧链;所述聚氧烷烯基侧链,重均分子量为1000~3000;一端为裸露-OH,另一端为脂肪族或芳香族基团封闭,是以相应的脂肪醇或芳香醇直接烷氧基化制得。本发明提供缓凝型高效分散剂,具有一定的减水和保坍性能,缓凝效果显著,同时,对当今混凝土低品位的原材料具有极高的适应性,市场需求强烈,前景广阔,而且制备工艺先进,生产成本低,有望打造为混凝土减水剂领域的核心技术,引领行业发展。
【IPC分类】C04B103/40, C08G83/00, C04B24/28
【公开号】CN105713207
【申请号】CN201511029391
【发明人】王涛, 亓帅, 冉千平, 马建峰, 范士敏, 宋峰岩, 杨勇
【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司, 南京博特新材料有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月31日
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