一种丙烯酸高效减水剂及其制备方法与流程

本技术涉及建筑材料中混凝土外加剂，尤其涉及一种丙烯酸高效减水剂及其制备方法。

背景技术：

1、减水剂的加入能够显著提升减水率并提升混凝土的和易性，随着市场对外加剂需求的不断提升，以木质素为代表的第一代减水剂和以萘系为代表的第二代减水剂早已无法满足现场的施工需求。聚丙烯酸系减水剂作为新一代减水剂，其性能显著优于以往常用的萘系减水剂和木质素磺酸盐减水剂，近年来应用日益广泛。

2、目前，丙烯酸高效减水剂在建筑行业中得到广泛应用，主要用于混凝土的减水和改善工作性能。然而，传统的丙烯酸减水剂存在一些问题，例如掺量较高、减水率不稳定、坍落度损失大等。此外，丙烯酸涂料生产过程中会产生大量废水，处理成本高且对环境造成污染。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本技术提供一种新型的丙烯酸高效减水剂及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种新型的丙烯酸高效减水剂采用如下技术方案：

3、一种丙烯酸高效减水剂，包括a相、b相、c相，其中，a相，包括以下质量份数的原料：异丁烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚3500-3800份、丙烯酸涂料废水2600-2800份、丙烯酸聚乙二醇单酯100-120份、引发剂a 48-55份；b相，包括以下质量份数的原料：甲基丙烯酸3050-3150份、链转移剂14.2-15份；c相，包括以下质量份数的原料：仲醇聚氧乙烯醚4.5-5.5份、还原剂4.5-5.5份、引发剂b 4.5-5.5份、水280-310份。

4、通过采用上述技术方案，异丁烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚：减水剂主要成分，可以改善混凝土的流动性和可泵性，减少水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。丙烯酸涂料废水：用于解决丙烯酸涂料废水处理问题，实现废水循环利用，达到经济环保的目的。丙烯酸聚乙二醇单酯：可以增加混凝土的黏稠度，改善减水剂的分散性和润湿性。引发剂a：促使减水剂中的聚合物发生交联反应，增加减水剂的分散性和对水泥颗粒的吸附能力。甲基丙烯酸：可以与水泥颗粒表面的活性物质发生反应，减少颗粒间的吸附力，提高混凝土的流动性和分散性。链转移剂：通过稳定聚合过程，调整减水剂聚合物的分子量分布，使其更易分散在混凝土中。仲醇聚氧乙烯醚：作为表面活性剂，可以改善减水剂与水泥颗粒的相容性，增加减水剂的分散性和润湿性。还原剂：用于还原减水剂中的氧化剂，控制减水剂的氧化反应，延长减水剂的稳定性和使用寿命。引发剂b：促使聚合物发生交联反应。各组分在丙烯酸高效减水剂中相互作用，共同发挥减水效果。它们能够降低混凝土中的水灰比，使混凝土具有更好的流动性和可泵性，提高混凝土的强度和耐久性，同时减少坍落度损失，提高抗压折强度。

5、优选的，所述丙烯酸涂料废水中丙烯酸的质量浓度为8-10％。

6、优选的，所述丙烯酸聚乙二醇单酯的制备方法为：在反应釜中加入聚乙二醇peg-200、对甲苯磺酸、对苯二酚，加热至110-120℃时开始加入丙烯酸，10-20分钟内，滴加完毕后，然后在120℃，0.08mpa下减压蒸馏反应4-5h，降温至室温出料，得到丙烯酸聚乙二醇单酯。

7、优选的，所述丙烯酸、聚乙二醇peg-200、对甲苯磺酸、对苯二酚的质量比为85-100:200:3:1.8。

8、优选的，所述引发剂a为质量浓度为1.1g/l的双氧水、过硫酸铵中的一种。

9、通过采用上述技术方案，引发剂在聚合反应中起到引发、促进反应的作用，可以加速聚合物的形成过程，引发剂a可能通过引发丙烯酸涂料废水中的丙烯酸聚乙二醇单酯与甲基丙烯酸等原料的聚合反应，从而形成减水剂的主要成分，同时与其他组分发生协同作用，提高减水剂的性能和稳定性。

10、优选的，所述引发剂b为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈按照质量比为5:1-2:1-3的组合物。

11、通过采用上述技术方案，过硫酸铵和过硫酸钾是常见的引发剂，它们在高温下能够产生自由基，促进单体的聚合反应。偶氮二异丁腈在适当的条件下能够产生自由基，并被用于引发丙烯酸的聚合反应。引发剂b的组合物中的不同成分可以实现协同作用，增强引发剂的活性和稳定性。不同引发剂的组合可以提高聚合反应的速率和效率，使得丙烯酸更快地聚合成高分子聚集体。此外，引发剂组合物的成分比例也可以通过调节来改变聚合反应的性质和特性。

12、优选的，所述链转移剂为巯基硫醇、3-巯基丙酸、甲基丙烯基磺酸按照质量比为3:1-3:1-3的组合物。

13、通过采用上述技术方案，巯基硫醇、3-巯基丙酸和甲基丙烯基磺酸，1其作用是通过与丙烯酸分子中的双键发生加成反应，从而改变其分子结构，降低其活性，减少其对水分子的吸附作用，进而达到减少水泥颗粒间的摩擦力，提高混凝土流动性的效果。巯基硫醇具有活性硫原子，可以通过与丙烯酸反应形成硫醇键，改变丙烯酸分子的活性，从而减少其对水分子的吸附作用。3-巯基丙酸是一种含有巯基官能团的有机酸，通过与丙烯酸反应降低其活性。甲基丙烯基磺酸是一种含有磺酸基的化合物，也可以通过与丙烯酸反应改变其分子结构，减少其对水分子的吸附作用。这些链转移剂具有协同作用，通过不同的机制降低丙烯酸的活性，减少其对水分子的吸附作用，从而提高减水剂的效果。同时，它们还可以提高混凝土的抗压折强度，具有低掺量和低坍落度损失的优点。

14、优选的，所述还原剂维生素c、亚硫酸钠、次磷酸钠中的至少一种。

15、通过采用上述技术方案，还原剂维生素c、亚硫酸钠、次磷酸钠，通过还原的反应对丙烯酸涂料废水中的某些有机物进行降解，并将其转化为无害的物质。这些还原剂还可以协同作用，通过相互作用加强废水的降解效果，提高废水循环利用的效率。维生素c是一种强还原剂，可以提供还原电子，参与废水中有机物的还原反应，促进有机物的降解和分解。亚硫酸钠与废水中的某些有机物发生氧化还原反应，可以将有机物的氧化状态还原为较低的状态，从而实现废水的净化效果。次磷酸钠通过降低反应的活化能，促进还原反应的进行，加速废水中有机物的降解。这些还原剂在丙烯酸高效减水剂中的使用，可以有效地利用丙烯酸涂料废水解决部分废水处理问题，同时促进废水循环利用，实现经济环保的目标。此外，还原剂的使用还可以降低丙烯酸高效减水剂的掺量，减少坍落度损失，并提高减水剂对混凝土的抗压折强度，具有较好的减水效果和使用性能。

16、第二方面，本技术提供一种丙烯酸高效减水剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种丙烯酸高效减水剂的制备方法，采用上述一种丙烯酸高效减水剂的原料，包括以下步骤：s1、按照质量份数，将a相中的异丁烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、丙烯酸涂料废水和丙烯酸聚乙二醇单酯混合，搅拌均匀，再加入发剂a，搅拌2-3分钟，得到a相混合物；

17、s2、按照质量份数，将b相中的甲基丙烯酸加入a相混合物搅拌均匀，在搅拌条件下，在1小时内将链转移剂滴加到a相混合物，得到混合物b；

18、s3、按照质量份数，将c相中的仲醇聚氧乙烯醚、还原剂、引发剂b和水搅拌均匀，得到c相液体，在搅拌条件下，在1小时内将c相液体滴加到混合物b中，得到丙烯酸高效减水剂。

19、通过采用上述技术方案，本技术提出的丙烯酸高效减水剂具有废水循环利用、低掺量、低坍落度损失和高的抗压折强度等优点，能够在减小环境污染的同时，提高混凝土的性能和耐久性。

20、综上所述，本技术的有益技术效果：

21、1、本技术解决了丙烯酸涂料废水处理的问题。丙烯酸涂料废水通常含有大量的有机物和固体颗粒，对水环境造成污染。本技术中利用了丙烯酸涂料废水作为a相的原料之一，实现了废水的循环利用，减少了对环境的污染。

22、2、本技术所得到的高效减水剂具有低掺量的优点。本技术中的产品可以在水泥中掺入较小的比例，就能够达到减水的效果。这对于混凝土的生产来说，可以减少水的使用量，提高混凝土的强度和耐久性。

23、3、本技术的减水剂具有低坍落度损失和高的抗压折强度等优点。坍落度损失是指混凝土在添加减水剂后的坍落度下降程度，低坍落度损失可保证混凝土的工作性能不受影响。抗压折强度是混凝土在受力时抗折断的能力，高的抗压折强度意味着混凝土更加坚固和耐用。