木质素磺酸钠聚羧酸减水剂的制备研究

新型木质素磺酸盐系减水剂的制备与性能研究摘要：木质素磺酸盐是亚硫酸盐制浆工艺的副产物,它也是一种常见的减水剂,通过对其进行化学改性,可以提高减水率。

采用水溶液聚合法,将自制的酯化大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPA) 与丙烯酸(AA) 、甲基丙烯磺酸钠(MAS)和木质素（LS）共聚合成新型木质素磺酸盐系减水剂, 探讨了AA 与MPA 的质量比、MAS 与MPA 的质量比、引发剂用量(相对于所有单体质量和的百分比)、聚合温度和反应时间对所合成新型木质素磺酸盐系减水剂性能的影响。

通过净浆流动度测试，来检验所合成减水剂的减水性能。

结果表明:采用最佳工艺参数制备的新型木质素磺酸盐系减水剂在掺量仅为0.20%(质量分数)时具有良好的分散性和保塑性. 分析表明, 改性后木质素磺盐分子结构中空间位阻小的基团含量减少,空间位阻大的基团含量增加,有效减少了水泥颗粒团聚现象的发生,减水率提高。

关键词：木质素磺酸盐；减水剂；改性；净浆流动度1 绪论1.1 减水剂概述减水剂(又名塑化剂)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。

自20世纪80年代起，国外就开始着手研发聚羧酸系减水剂。

它以石油化工产品为原料，因具有极高的减水率、极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的青睐。

1.1.1 木质素磺酸盐系减水剂木质素磺酸系减水剂主要是木质素磺酸钙减水剂( 以下简称木钙减水剂)，是一种在混凝土中普遍采用的外加剂, 其主要成分木质素磺酸钙, 系由造纸厂的亚硫酸纸浆废液,经脱糖、聚合、浓缩而得的淡黄色粉末, 易溶于水, 无毒不燃。

试验研究表明, 木钙减水剂有三种使用情况：①与不掺外加剂的混凝土保持相同的坍落度时,减少用水量从而提高强度;②保持相同的用水量和强度时,改善混凝土的和易性, 提高流动性;③保持相同的强度时,减少单位水泥用量和用水量。

也就是说: 在保持坍落度不变的情况下,使混凝土单位用水量减少5%～20%; 在保持用水量不变的情况下, 可增大坍落度6～8 ㎝;在保持混凝土强度和坍落度不变的情况下,可节约水泥用量5%～20%。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911272999.4(22)申请日 2019.12.12(71)申请人 广东科隆智谷新材料股份有限公司地址 516200 广东省惠州市惠阳区永湖镇稻园村委会(鸿海精细化工基地C-6)(72)发明人 徐大勇　(74)专利代理机构 东莞市科安知识产权代理事务所(普通合伙) 44284代理人 卿高山(51)Int.Cl.C08F 283/06(2006.01)C08F 289/00(2006.01)C08F 220/06(2006.01)C04B 24/16(2006.01)C04B 24/18(2006.01)C04B 103/30(2006.01)(54)发明名称木质素磺酸钠合成聚羧酸抗泥型减水剂的制备方法(57)摘要本发明提供了一种木质素合成聚羧酸抗泥型减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将分子量为3000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚加入烧瓶中，加入去离子水，玉米芯木质素磺酸钠和丙烯酸，搅拌均匀；(2)将烧瓶温度控制在32-35℃时，加入过硫酸铵，搅拌五分钟，滴加由丙烯酸、巯基丙酸、维生素C和去离子水组成的混合液；(3)滴加完毕，在36-40℃温度下，保温2小时；(4)保温结束，滴加液碱和去离子水，得到含量为45％的抗泥型减水剂。

该木质素磺酸钠合成聚羧酸抗泥型减水剂，在水泥颗粒表面呈现多层吸附，在拌制混凝土时，抗泥剂会对砂中的泥进行优先吸附，或选择性吸附，从而减少泥土对减水剂分子的吸附，充分保持聚羧酸减水剂的性能。

权利要求书1页 说明书5页CN 110776603 A 2020.02.11C N 110776603A1.一种木质素磺酸钠合成聚羧酸抗泥型减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将分子量为3000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚加入烧瓶中，加入去离子水，玉米芯木质素磺酸钠和丙烯酸，搅拌均匀；(2)将烧瓶温度控制在32-35℃时，加入过硫酸铵，搅拌五分钟，滴加由丙烯酸、巯基丙酸、维生素C和去离子水组成的混合液；(3)滴加完毕，在36-40℃温度下，保温2小时；(4)保温结束，滴加液碱和去离子水，得到含量为45％的抗泥型减水剂。

减水剂主要成分组成,减水剂配方分析技术及生产工艺本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March减水剂主要成分组成，配方分析技术及生产工艺导读：本文详细介绍了减水剂的背景，分类，配方等等，需要注意的是，本文中所列出配方表数据经过修改，如需要更详细的内容，请与我们的技术工程师联系。

减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。

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一. 背景硅酸盐水泥水化过程一般分为诱导前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期五个阶段。

缓凝剂的作用实质上是延长水泥水化的诱导期，主要通过延缓水泥与水的水化作用，达到缓凝目的。

减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到混凝土中后，减水剂中的负离子–SO42-、-COO- 就会在水泥粒子的正电荷 Ca2+矿的作用下而吸附于水泥粒子上，形成扩散双电层（Zeta电位）的离子分布，在表面形成扩散双电层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，使混凝土流动化。

Zeta 电位的绝对值越大，减水效果就越好。

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木质素磺酸盐改性聚羧酸减水剂的合成王文平;唐家元;朱国军;吕晓勇;丁伟良;汪慧【摘要】采用自由基共聚法,将大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPA)、木质素磺酸钠(LS)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯磺酸钠(MAS)4种单体进行共聚,合成木质素磺酸盐改性聚羧酸减水剂.在n(AA)∶n (MPA)∶n (MAS) =5.0∶1.0∶1.0,引发剂用量为2.5％,LS用量为9％,反应温度80℃和反应时间为5h的条件下合成的减水剂,掺量为0.2％、水灰比为0.29时,掺减水剂水泥净浆初始流动度达290 mm、30 min经时流动度为285 mm,流动度保持性良好.减水剂PC-LS掺量为0.4％时,砂浆的减水率达30％.%By free radical copolymerization.the lignosulfonate based superplasticizer was synthesized by macromer MPA (methoxy polyethylene glycol methacrylate) > LS (lignosulfonate). Acrylic acid (AA) and sodium methylallyl sulfonate (MAS) .The results show that maintaining the AA,MPA.MAS molar ratio of 5.0:1.0:1.0,initiator of the mass fraction of 2.5%,LS mass fraction of 9%, reaction temperature of 80 °C and reaction time of 5h,in the solid content of 0.2%, water-cement ratio of 0.29, the initial paste fluidity reaches 290 mm and it reaches 285 mm after 30 min. The fluidity retentivity is good. When the PC-LS content in the superplasticizer is 0.4%, the water-reducing rate of the mortar is 30%.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2012(039)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】聚羧酸减水剂;木质素磺酸钠;改性【作者】王文平;唐家元;朱国军;吕晓勇;丁伟良;汪慧【作者单位】合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学化学工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.2目前聚羧酸系减水剂因其较高的减水率、极好的坍落度保持性和优异的增强效应而被广泛使用[1-3]，现已受到混凝土工程界的青睐[4]。

木质素减水剂项目可行性研究报告木质素磺酸钠减水剂系改性木质素磺酸钠，系粉状低引气性缓凝减水剂，属于阴离子表面活性物质，对水泥有吸附及分散作用，能改善混凝土各种物理性能。

可复配成早强剂、缓凝剂、防冻剂、泵送剂等，与萘系高效减水剂复配后制成的液体外加剂基本没有沉淀产生。

符合混凝土外加剂国家标准。

主要性能：1.木质素磺酸钠减水剂用量为水泥用量的0.20-0.30%，常用掺量为0.25%，减水率可达9-11%。

在适宜掺量时，与基准混凝土相比3天强度提高15-20%，7天强度提高20-30%,28天提高15-20%，长期强度也有所增长。

2.在不改变混凝土用水量的情况下，能增加混凝土的流动性，改善和易性。

3.在保持混凝土塌落度，强度与基准混凝土相同时，可节约水泥8-10%，使用一吨木质素磺酸钠减水剂粉剂，可节约水泥30-40吨。

4.在标准状态下，掺本剂的混凝土与基准混凝土相比可延缓混凝土初凝时间3小时以上，终凝时间3小时，水化热峰推迟5小时以上，有利于夏季施工和商品混凝土的运输及大体积混凝土工程。

5.木质素磺酸钠减水剂具有微引气性，可提高混凝土的抗渗冻融性能。

6.本剂掺入混凝土后对钢筋和骨料无腐蚀性。

适用范围：本产品适用于大体积混凝土，大流动性混凝土，泵送混凝土，商品混凝土和夏季混凝土施工以及对缓凝有特殊要求的混凝土，灌注桩混凝土，沉管桩混凝土，人工挖孔桩混凝土和地下大体积混凝土施工，具有良好的经济效益。

使用方法：1. 掺量为水泥重量的0.20-0.30%,推荐掺量0.25%。

2.粉剂可以直接加入水泥、砂、石子中进行干拌，均匀后再加水进行搅拌，应适当延长搅拌时间，避免搅拌不均匀。

粉剂可预先配制一定浓度的溶液，以水剂形式加入，但注意应从混凝土的总用水量中扣除。

3.用户使用本产品时请根据具体施工条件（施工季节、工程材料等）参照本说明作必要的混凝土配合比试验，以获得最佳使用效果。

包装、储存及运输：1.本产品系粉剂，外用辅膜编织袋，内用塑料袋包装，每袋重25kg。

木质素磺酸钠聚羧酸减水剂的制备研究张育乾;刘志鹏;刘明华【摘要】The sodium lignosulphonate-co-polycarboxylic acid water reducer was prepared by graft copolymerization of polycarboxylic acid monomer with raw material of sodium lignosulphonate in aqueous solutions. The processe was optimized. and the optimal conditions included 16% of sodium lignosulphonate dosage, 0. 9 : 1. 0 of the molar ratio of PEG-1000 and MA, 2. 8 : 1. 0 of molar ratio of AA and MA, 3 h of polymerization time, 4 h of esterification time. Under the above optimum conditions, the obtained product is 241 mm of the fluidity of cement paste when the dosage was 0. 2% and the water cement ratio was 0. 29. FT- IR spectra illustrated that functional groups including polyoxyethylene group, ester group, carboxylic group, acylamino etc have been grafted to sodium lignosulphonate successfully.%以木质素磺酸钠作为聚羧酸减水剂的合成原料,在水溶液中与聚羧酸减水剂单体进行接枝共聚反应,制得木质素磺酸钠聚羧酸减水剂,并对其制备工艺进行优化,得到最优实验方案为:木质素磺酸钠质量分数为16％,PEG-1000和MA的物质的量比为0.9∶1.0,丙烯酸与马来酸酐物质的量比为2.8∶1.0,聚合时间为3h,酯化时间为4h,最优条件下制得的产品的水泥净浆流动度(掺量为0.2％,水灰质量比为0.29)为241 mm.红外测试表明木质素磺酸钠分子结构上成功接上了聚氧乙烯基、酯基、羧酸基及酰胺基等官能团.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】木质素磺酸钠;聚羧酸单体;减水剂;水泥净浆流动度【作者】张育乾;刘志鹏;刘明华【作者单位】福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108;福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108;福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TE622;TQ353.9木质素磺酸钠是亚硫酸盐法生产化纤浆或纸浆后被分离的产物［1］，或由木质素通过磺化反应制备而成，其本身可用作普通减水剂，也可经过与高效减水剂复配使用，其原料是木质素这种可再生资源，来源丰富、价格低廉。