聚羧酸盐高效减水剂方案

聚羧酸盐类高效减水剂的原料与合成工艺本文介绍目前国外聚羧酸系高效减水剂合成的主要三种方法，供大家参考，如果需要进一步合作请与本网联系。

（一）可聚合单体直接共聚这种合成方法一般首先需制备具有聚合活性的大单体，如甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，然后将一定配比的单体混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。

这种合成工艺的关键在于活性大单体的合成，中间需经比较繁琐的分离纯化过程，成本较高。

日本采用短链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、长链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸三种单体直接共聚合成了一种坍落度保持性好的商品混凝土外加剂。

其典型的合成示例如下：在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、N2导人管和回流冷凝管的玻璃反应容器中，装入500份水（质量份，下同），搅拌下通N2除氧，在N2气保护下加热到和摄氏80度，接着在4小时内滴加混合了250份短链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（EO加成摩尔数为4个）、50份长链甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯（EO加成摩尔数为23个）、200份甲基丙烯酸、150份水和13.5份链转移剂3-硫代乳酸的单体水溶液以及40份10%过硫酸按水溶液。

滴加完毕后，再在1h内滴加10份10%过硫酸铰水溶液并保温1h，得到重均相对分子质量为15000的聚合物水溶液为最终成品。

（二）聚合后功能化法该方法主要利用现有聚合物进行改性，通常采用已知分子量的聚羧酸，在催化剂的作用下与聚醚在较高温度下通过酯化反应进行接技，形成接技共聚物。

这种方法受现成的聚羧酸产品种类和规格的限制，调整组成和分子量比较困难。

此外，制备过程中聚羧酸和聚醚的相容性不好，酯化实际操作困难，伴随酯化的不断进行，水分不断逸出，也易出现相分离现象。

典型合成工艺：以烷氧基胺H2N（BO）—R为反应物与聚授酸接技出（BO代表氧化烯基团，n为整数，R为C1~C4烷基），利用聚羧酸在烷氧基胺中的可溶性，使酷亚胺化进行得比较彻底。

反应时，胺反应物加量一般为—COOH摩尔数的10%~20%。

算出样品一的减水效率。

2.4 样品一与样品二合成方法水泥粘度的测定结果水泥的粘度容易测定，并且能够通过用水量和粘度表征减水剂的减水效率。

本实验通过加入减水剂，探究去离子水的用量，使加入减水剂后水泥粘度和空白对照组保持一致，以去离子水用量的差量计算减水剂的减水效率。

表四样品一水泥粘度的测定结果 300g 水泥，3 号转子，转速：6r/min 空白对照组实验组 1 实验组 2 110ml 103ml 104ml 0 0.725g（0.312g） 0.870g（0.374g 1 2 3 1 2 3 1 2 3 16600 16590 16580 16630 16610 16590 16620 16590 16540 16590 16610 16583 83% 83% 83% 去离子水减水剂次数粘度平均粘度注：括号内为有效成分含量表五样品二水泥粘度的测定结果 300g 水泥，3 号转子，转速：6r/min 实验组 3 实验组 4 实验组 5 100ml 100ml 90ml 0.7080g（0.319g） 0.8496g（0.382g） 6.4465g（2.9009g） 1 2 3 1 2 3 1 2 3 16980 16930 16900 16920 16910 16910 16980 16970 16420 16937 16913 16975 无效 85% 85% 85% 82% 去离子水减水剂次数粘度平均粘度注：括号内为有效成分含量由表四可以看出，在样品一的实验组 1 中，加入去离子水 103ml、减水剂0.870g 的对照组与空白对照组平均粘度基本一致，因此可以认为 0.725g（固含量为 0.312g的减水剂使粘度达到 16590 时，去离子水用量减少了 7ml。

由表五可以看出，样品二减水效率更高，实验组 3 中，加入去离子水 100ml、减水剂 0.708g （固含量为 0.319g）粘度即与空白对照组基本一致。

混凝土聚羧酸盐高效减水剂的制备与性能应用研究摘要：本文综述了聚羧酸盐高效减水剂的合成方法与性能特点。

介绍了聚羧酸盐减水剂的制备原理及方法，并且浅析了聚羧酸盐减水剂的作用机理。

通过对其合成过程的研究，了解该减水剂的特点及优点，分析了聚羧酸盐减水剂的应用与发展前景。

关键词：混凝土，共聚合，聚羧酸盐，高效减水剂，分散机理1 引言高效减水剂（又名超塑化剂）是一种重要的混凝土外加剂，是新型建筑材料支柱产业的重要产品之一。

高效减水剂不仅能大大提高混凝土的力学性能，而且能提供简便易行的施工工艺[1]。

随着现代混凝土技术的发展，混凝土的强度和耐久性不断提高，混凝土的水灰比将越来越小，工程上对水胶比小于0.3，抗压强度超过70MPa并能保持良好流动性的混凝土应用也愈来愈多。

相对于一般的减水剂而言，高效减水剂可以大大降低水灰比，增加流动度，具有高效减水，改善混凝土孔结构和密实程度，节约水泥，控制混凝土的坍落度损失，改善混凝土的施工性能，解决混凝土的引气、缓凝等问题，提高混凝土的强度和耐久性的作用，是高性能混凝土中的一种必不可少的核心材料[2-4]。

目前，国内广泛使用的高效减水剂有萘系、三聚氰胺、氨基磺酸盐以及脂肪族减水剂。

但当这些减水剂被单独使用时，普遍存在坍落度损失过快或严重泌水的问题。

同时，由于工业萘价格上涨的原因，生产每顿粉剂萘系减水剂的价格也上涨，而且，传统萘系减水剂也存在生产周期较长、污染严重等问题。

因此，开发新一代绿色、环保的高性能减水剂势在必行。

随着高分子化学和高分子设计理论的不断进步，研究者通过自由基共聚合原理，合成了一种具有很大自由度且性能优越的高性能减水剂，即：聚羧酸盐高效减水剂。

随着功能性聚羧酸的不断研制，这类减水剂将有望在一定程度上逐步解决传统高效减水剂存在的一系列缺点。

2 聚羧酸盐高效减水剂简介2.1聚羧酸盐高效减水剂概述聚羧酸盐高性能混凝土减水剂是20世纪80年代中期由日本首先开发应用的新型混凝土减水剂。

混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。

合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。

虽然聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前仍尚未完全清楚，因此总结了以下一些常见观点，仅供参考：(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，r-coo～与ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的ca2+离子浓度，延缓ca(oh)2形成结晶，减少c-h-s凝胶的形成，延缓了水泥水化。

(2)羧基(-cooh)，羟基(-oh)，胺基(-nh2)，聚氧烷基(-o-r)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。

同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(dlvo理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。

在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。

(3)聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。

聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。

专利名称：聚羧酸盐系高效减水剂的制备方法专利类型：发明专利
发明人：李金诺,顾效国,李雪梅,于兰刚
申请号：CN200810140179.5
申请日：20080905
公开号：CN101353404A
公开日：
20090128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高效表面活性剂、高性能混凝土添加剂，特别涉及一种聚羧酸盐系高效减水剂的制备方法。

技术方案是(A)将聚醚融化后加入反应釜内，打开搅拌，加入阻聚剂、硫酸、甲基丙烯酸，在70－90度的温度下，产生酯化反应，反应时间为3－5小时后降温，得到酯化产物，待用；
(B)反应釜内加入酯化产物重量的70％－90％的水，升温到50－70度，将酯化产物与巯基丙酸、引发剂在4－5小时内滴加到釜中的水内，滴加完毕，降温，加入氢氧化钠，调pH值6－7，出料，即得到产品。

有益效果：1.掺量低，减水率大；2.存放时闸长，常温下两年以上；3.固含量高，大于30％；4.水泥适应性好；5.混凝土塌落度损失小。

申请人：东营瑞源特种建筑材料有限公司
地址：257300 山东省广饶县经济开发区团结路北首
国籍：CN
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混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。

合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。

虽然聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前仍尚未完全清楚，因此总结了以下一些常见观点，仅供参考：(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，r-coo～与ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的ca2+离子浓度，延缓ca(oh)2形成结晶，减少c-h-s凝胶的形成，延缓了水泥水化。

(2)羧基(-cooh)，羟基(-oh)，胺基(-nh2)，聚氧烷基(-o-r)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。

同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(dlvo理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。

在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。

(3)聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。

聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。

抗泥型聚羧酸盐减水剂的制备及性能研究抗泥型聚羧酸盐减水剂是一种常用的混凝土外加剂，具有很好的分散、稳定和减水性能，可以显著提高混凝土的流动性和工作性能，同时降低混凝土的水灰比。

本文将就抗泥型聚羧酸盐减水剂的制备方法和性能进行研究和分析。

一、抗泥型聚羧酸盐减水剂的制备方法目前，抗泥型聚羧酸盐减水剂的制备方法主要有两种，一种是采用聚羧酸盐单体进行聚合反应，另一种是利用聚羧酸盐预聚物进行粉磨。

两种方法各有优缺点，具体可以根据需求选择。

1.采用聚羧酸盐单体进行聚合反应的制备方法：此方法的主要步骤包括制备单体溶液、单体聚合和粉化等过程。

具体操作如下：（1）制备单体溶液：按照一定比例将聚氧乙烯基烷基醚单体和醚化聚羧酸单体溶解在水中，得到单体溶液。

（2）单体聚合：将制备好的单体溶液加入反应釜中，控制反应温度和反应时间，进行聚合反应。

（3）粉化：将聚合得到的溶液经过脱水、干燥等处理，得到抗泥型聚羧酸盐减水剂粉末。

2.利用聚羧酸盐预聚物进行粉磨的制备方法：此方法主要有两个步骤：制备聚羧酸盐预聚物和粉磨处理。

具体操作如下：（1）制备聚羧酸盐预聚物：将聚氧乙烯基烷基醚单体和醚化聚羧酸单体按照一定比例混合，在一定温度和时间下进行预聚反应，得到预聚物。

（2）粉磨处理：将预聚物经过粉碎、干燥等处理，得到抗泥型聚羧酸盐减水剂粉末。

二、抗泥型聚羧酸盐减水剂的性能研究1.分散性能：利用离子色谱法分析抗泥型聚羧酸盐减水剂在水中的分散性能，评估其对混凝土颗粒的分散情况。

2.稳定性能：通过测定抗泥型聚羧酸盐减水剂在不同温度、PH值和盐度条件下的稳定性来评估其质量稳定性。

3.减水性能：采用扩展类稠化法，通过测定混凝土的流动性能和流动保持时间来评估抗泥型聚羧酸盐减水剂的减水性能。

需要注意的是，在研究抗泥型聚羧酸盐减水剂的性能时，应该综合考虑不同因素的影响，如配合比、材料性能等，以便更好地进行性能评价和使用指导。

综上所述，抗泥型聚羧酸盐减水剂的制备和性能研究是混凝土外加剂领域的热点研究方向。

聚羧酸系高性能减水剂的生产工艺流程聚羧酸减水剂是一种高效的混凝土外加剂，能够显著降低混凝土的用水量，提高混凝土的工作性和强度，并减少混凝土的碳足迹。

以下是聚羧酸系高性能减水剂的一般生产流程：1. 原料准备：主要原料包括各种单体（如丙烯酸、甲基丙烯酸酯）、交联剂、引发剂和缓冲溶液等。

这些原料需要精确计量，以确保最终产品的性能。

2. 预聚合：在特定的溶剂和条件下，通过引发自由基反应，将各种单体和交联剂进行聚合反应，形成预聚物。

这一步通常在封闭和严格控制的反应器中进行，以确保安全和反应效率。

3. 中和反应：预聚物通常是酸性的，需要通过添加碱（如氢氧化钠或碳酸钠）进行中和反应，使之部分或全部转变为水溶性的盐。

中和反应也有助于调节产品的pH值和稳定性。

4. 后聚合：预聚物溶液在加热和搅拌条件下继续聚合，以形成高分子量的聚羧酸聚合物。

这一步需要精确控制反应时间、温度和pH值，以确保获得所需的分子量分布和产品性能。

5. 稀释和调整：根据所需的产品规格和浓度，可能需要向聚合物溶液中添加水或其他溶剂进行稀释。

同时，可以添加各种添加剂（如防腐剂、稳定剂等）来优化产品的性能和储存稳定性。

6. 过滤和脱泡：为了去除可能的不溶性杂质和气泡，产品需要经过过滤和脱泡处理。

这一步可以帮助提高产品的外观质量和使用性能。

7. 质量控制：完成的聚羧酸减水剂需要经过一系列的质量检测，包括固含量、粘度、pH值、流动性等。

只有符合规定标准的产品才能进入下一个环节。

8. 包装和储存：合格的产品被装入塑料桶、柔性袋或其他适当的容器中，以便运输和使用。

产品需要存放在阴凉、干燥的地方，避免阳光直射和冻结。

这个生产过程需要高度的精确性和技术知识，以确保产品的一致性和高效性。

同时，安全操作、废物处理和环境保护也是生产过程中至关重要的考虑因素。

聚羧酸减水剂的配方哎呀，说起聚羧酸减水剂的配方，这玩意儿可真不是个简单的活儿。

你知道吗，我上次在实验室里，就为了调这个配方，差点没把自己给整崩溃了。

那天，我一进实验室，就看到那堆瓶瓶罐罐，还有那股子化学试剂的味道，心里就有点发毛。

但没办法，任务来了，硬着头皮也得上。

我先得把那些聚羧酸的原料拿出来，你知道的，就是那种黏糊糊的，看起来有点像鼻涕的东西。

我得小心翼翼地量取，生怕多一滴少一滴的，影响整个配方的效果。

然后，我得把那些聚羧酸和水按照一定的比例混合起来。

这个比例啊，可得精确，不然做出来的减水剂效果就大打折扣。

我一边搅拌，一边心里默念：“别急，别急，慢慢来。

”搅拌的时候，那聚羧酸和水混合的声音，就像是有人在耳边吹泡泡，咕嘟咕嘟的，还挺有趣的。

接下来，就是加入那些神秘的添加剂了。

这些添加剂啊，就像是魔法粉末，能让聚羧酸减水剂的性能更上一层楼。

我得按照配方书上的指示，一点一点地加，生怕手一抖，加多了或者加少了。

最后，我把调好的聚羧酸减水剂倒进一个小瓶子里，然后封好盖子。

看着那瓶子里的液体，我心里那个成就感啊，别提多满足了。

虽然这个过程挺繁琐的，但是看到自己的劳动成果，就觉得一切都值了。

你可能会问，这聚羧酸减水剂到底有啥用啊？哎，这你就不懂了。

在建筑行业，这玩意儿可是个宝。

它能减少混凝土里的水分，让混凝土更结实，更耐用。

想想看，有了这个，咱们住的房子，走的道路，都能更结实，这不是挺好的嘛。

所以啊，别看这聚羧酸减水剂配方看起来挺枯燥的，其实它背后的故事和意义，还是挺有意思的。

下次你要是看到有人在实验室里捣鼓这些化学试剂，可别小瞧他们，他们可是在为咱们的城市建设做贡献呢。

聚羧酸减水剂的合成与探究实验目的（1）了解聚羧酸系减水剂的分子结构；掌握聚羧酸系减水剂的合成原理和方法。

（2）掌握优化制备工艺的方法。

（3）掌握减水剂对水泥净浆塑化效果和新拌混凝土性能的影响。

（4）运用现代测试技术（如IR、XRD、SEM等）分析减水剂的结构和水泥浆体的动力学研究。

（5）掌握减水剂的复配技术。

实验原理1.高效减水剂的作用机理（1）静电斥力理论静电斥力理论以 DLVO 平衡理论、双电层理论为基础，从表面物理学来看，水泥颗粒是带有电荷的物质，水泥发生水化后，高效减水剂会定量吸附在它的表面，水泥颗粒表面带上相同电荷，形成双电子层，亲水基指向水相。

DLVO 平衡理论认为，带电胶体粒子之间的相互作用力有两种，胶体粒子之间的长程力（范德华力）与双电层之间的静电排斥力，这两种相互作用力对胶体粒子的稳定性起着决定性作用。

当引力处于优势地位时，胶体粒子产生聚沉现象；而斥力作用处于优势地位，并达到可以阻碍布朗运动产生相互碰撞聚沉时，胶体粒子就会保持稳定状态。

（2）空间位阻作用理论溶剂化链就是能够和溶剂互溶的分子链，它和溶剂的互溶性良好，能够在水泥颗粒表面包覆足够的厚度，发挥保护层的作用。

但吸附有减水剂的水泥颗粒靠近时，减水剂中的长侧链就会被压缩，导致靠近的水泥颗粒被弹开而不能接近，发挥了空间位阻效应。

同时水泥颗粒表面的减水剂对微粒体系本身也有稳定作用，主要表现在以下方面：①减水剂的存在会降低颗粒之间的引力位能；②水泥颗粒吸附减水剂后，产生新的排斥位能—空间位阻能。

（3）引气隔离“滚珠理论”在混凝土硬化凝结之前，混凝土中有大量像滚珠一样独立、微小的气泡，导致混凝土基料之间的运动有滚动摩擦变为滑动摩擦，使基料间的摩擦阻力变小。

此外，小气泡也可以起到支撑与浮托细小基料的作用。

因此，新制混凝土具备较好的流动性与和易性，同时不易泌水与沉降，这对于一些级配不好，性状不佳的骨粒效果尤其明显。

（4）络合作用高效减水剂中的酸根离子结构可以和钙离子相互作用形成络合物，磺酸钙还可以和水泥颗粒结合，所以高效减水剂是通过钙离子作为媒介吸附在水泥颗粒上。

聚羧酸减水剂项目计划方案一、项目提出的理由高质量发展是经济发展方式、产业结构、增长动力等发生系统性转变的一个过程。

随着经济发展阶段、要素条件以及国际环境的变化，我国经济发展方式亟须要由资源和低成本劳动力等要素驱动转向创新驱动、由规模速度型的粗放式发展转向质量效率型的集约式发展、由高速度增长转向高质量发展。

推动经济高质量发展，必须积极变革发展模式，这个要求将贯穿建设制造强国，乃至全面建设社会主义现代化强国的整个过程。

二、项目选址项目选址位于xxx产业示范中心。

地区生产总值2320.71亿元，比上年增长8.64%。

其中，第一产业增加值185.66亿元，增长8.64%；第二产业增加值1438.84亿元，增长9.56%第三产业增加值696.21亿元，增长11.62%。

一般公共预算收入241.97亿元，同比增长7.57%，一般公共预算支出435.14亿元，同比增长6.40%。

国税收入386.83亿元，同比增长11.87%；地税收入亿元83.89，同比增长9.90%。

居民消费价格上涨1.05%。

其中，食品烟酒上涨1.07%，衣着上涨0.60%，居住上涨0.68%，生活用品及服务上涨1.11%，教育文化和娱乐上涨1.10%，医疗保健上涨1.18%，其他用品和服务上涨1.19%，交通和通信上涨0.61%。

全部工业完成增加值1600.83亿元。

规模以上工业企业实现增加值1493.06亿元，比上年增长7.57%。

项目属于相关制造行业，本期工程项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。

三、建设背景及必要性1、项目承办单位已经形成了广阔的视野和集成外部技术的能力，在此基础上公司成立了技术研发中心，开展集成创新，实现了相对项目产品设计、制造、工艺、检验、调试等服务流程，完成了项目产品产业化制造的各项准备工作。