一种适用于低碳水泥（LC3）聚羧酸减水剂的制备方法与流程

本发明涉及一种减水剂，具体是一种适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术：

1、在“双碳”战略目标的时代背景下，作为支撑工程建设行业发展的重要混凝土材料产业，混凝土与水泥制品全行业都在积极探索实现“双碳”目标的新技术与新路径，加快推动政策、技术与产业结构的低碳转型。作为混凝土材料的重要组成材料，胶凝材料和外加剂是实现混凝土高质量发展和绿色低碳发展的关键技术。

2、煅烧黏土-石灰石水泥（limestone calcined clay cement， 简称lc3水泥）于2013年由瑞士联邦理工（洛桑）学院scrivener教授提出，是一种备受关注的新型、低碳胶凝材料体系，是绿色低碳硅酸盐水泥的研究前沿。lc3水泥通过煅烧粘土、石灰石粉与石膏复合，并替代部分水泥熟练，有效提高了胶凝材料的经济效益和生态效益。另外，煅烧黏土矿物的原材料高岭土储量丰富，煅烧工艺与硅酸盐水泥相似，但煅烧温度远低于硅酸盐水泥的煅烧温度，在煅烧过程中可降低近30%的co2排放；另外，在应用过程中lc3水泥可取代部分硅酸盐水泥后能显著优化水泥基材料的孔径结构、降低孔径率，不影响水泥基材的力学性能和抗渗性能，从而可以进一步降低水泥生产过程中的碳排放量。尽管如此，lc3水泥在应用于推广过程中仍存在一些问题急需解决。首先是其原料高岭土来源广泛，但地区差异性较大；其次，由于lc3水泥的引入，改变了胶凝材料的粒径分布和化学吸附作用，导致lc3水泥的混凝土工作性较普通硅酸盐水泥混凝土差，且缺少与之完全匹配的聚羧酸减水剂。以上两个问题严重阻碍了lc3水泥的大范围应用、推广。

技术实现思路

1、本发明主要是为克服混凝土使用lc3低碳水泥后工作性能下降，同时提高混凝土与聚羧酸减水剂适应性问题。

2、为了实现以上技术目的，本发明采用了以下技术方案：一种适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法，原料组成为：

3、单体a：乙烯基（二）乙二醇聚氧乙烯醚epeg，

4、结构式为ch2=ch-o-(ch2-ch2)ch2-ch2-o-(ch2-ch2-o)nh，其中：n为10-100，单体a占反应总物料的30%-50%；

5、单体b：选自（甲基）丙烯酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等不饱和羧酸，单体b占反应总物料的2%-10%；

6、单体c：丙烯酸羟乙（丙）酯、乙酸乙烯酯等不饱和羧酸酯，单体c占反应总物料的1%-10%；

7、单体d：2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺等含酰胺基官能团单体，单体d占反应总物料的0.5%-3%；

8、1）将水、单体a、单体d依次加入反应釜中搅拌；2）配置1#、2#滴加料，其中1#滴加料为单体b、单体c的水溶液，2#滴加料是链转移剂、还原剂的水溶液；3）将氧化剂加入反应釜中搅拌，滴加1#、2#低滴加料；滴加完成后用碱中和；

9、其中，链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸 ，其用量为反应总物料的0.1%-0.3%，氧化剂为：双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾，氧化剂用量为反应总物料的0.1%-0.5%，还原剂为：vc、吊白块或e51，还原剂的用量为反应总物料的0.05%-0.2%。

10、进一步地，1#滴加料在1-3小时匀速滴完，2#滴加料在1-3.5小时滴完；滴加完后继续反应1-2小时。

11、进一步地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或磷酸三钠。

12、进一步地，碱中和后控制ph为4-6。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在传统梳型结构的聚羧酸减水剂中引入乙酸乙烯酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸来提高聚合物与lc3水泥的适应性，使聚合物能在lc3水泥体系中充分发挥分散性及分散性保持能力。另外，该聚羧酸减水剂生产整个过程无需加热，在室温条件下即可完成，产品转化率高，无任何三废产生，是一种绿色环保友好型产品。生产过程简单、易操作，易于工业化生产。

技术特征：

1.一种适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，1#滴加料在1-3小时匀速滴完，2#滴加料在1-3.5小时滴完；滴加完后继续反应1-2小时。

3.根据权利要求1所述的适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾或磷酸三钠。

4.根据权利要求1所述的适用于低碳水泥（lc3）聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，碱中和后控制ph为4-6。

技术总结本发明公开了一种适用于低碳水泥（LC3）聚羧酸减水剂的制备方法，合成单体单元a.乙烯基（二）乙二醇聚氧乙烯醚（EPEG）、b.（甲基）丙烯酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、c.丙烯酸羟乙（丙）酯、d.乙酸乙烯酯、e.2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙烯磺酸、丙烯酰胺等；以f.巯基丙（乙）酸为链转移剂，采用氧化‑还原引发体系（其中氧化剂包括双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾等，还原剂包括Vc、吊白块、E51等），以水为溶剂，通过自由基聚合而得。通过在传统梳型结构的聚羧酸减水剂中引入乙酸乙烯酯和2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙烯磺酸来提高聚合物与LC3水泥的适应性，使聚合物能在LC3水泥体系中充分发挥分散性及分散性保持能力。另外，该聚羧酸减水剂生产整个过程无需加热，在室温条件下即可完成，产品转化率高，无任何三废产生，是一种绿色环保友好型产品。生产过程简单、易操作，易于工业化生产。技术研发人员：邹灵俊,孙微微,崔庆龙,雷杭,魏金铭,王志禹受保护的技术使用者：吉林恒益升新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16