一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法
2023-10-06 17:29:54 4
專利名稱：一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法
一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法技術領域
本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法。
技術背景
混凝土養護是混凝土施工的一個重要環節，合適的養護能夠大幅度提高混凝土的耐久性、強度、耐磨性、體積穩定性以及抗凍融性等性能。混凝土的養護方法主要包括噴霧灑水養護、溼的覆蓋物養護(例如粗麻布、棉席和毯子等)、塑料膜養護和成膜養護劑養護。 目前混凝土養護常用的方法還是溼覆蓋物養護和噴水養護，主要原因是成膜養護劑的養護效果無法滿足實際需要，即在7天內混凝土表面的相對溼度要保持在80%以上。按照建材行業標準(JC-901-2002)和美國材料與試驗協會標準(ASTM C156-03),高性能養護劑在高溫低溼條件下，72小時內保水率要達到90%，每平方米失水要小於550克。國內目前市售混凝土養護劑主要包括兩種1，如專利200510026315公開的，利用鹼性矽酸鹽，通過提高混凝土密實度達到養護目的的養護劑，但是其保水率較低，已逐漸被市場淘汰；2，通過苯丙乳液復配其他無機填料，如專利200810124748. 7公開的養護劑，主要利用苯丙乳液在混凝土表面形成緻密的高分子薄膜，來阻礙混凝土表面的水分蒸發。但是由於傳統苯丙乳液是通過苯乙烯和丙烯酸酯類單體共聚得到，分子結構是線性的，膜結構疏鬆，因此水蒸氣在膜中的傳輸速率較大，導致製備得到的養護劑保水率在75%左右，很難滿足高保水率的要求 (>90% )，嚴重製約了成膜養護劑的推廣使用。
技術內容
本發明提供了一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案是
一種高性能的混凝土養護劑的製備方法，包括如下步驟
Ajf 50-98份具有乙烯基的單體和1_40份具有羰基或醛基的乙烯基單體製備為聚合物乳液，所述份數為質量份數；
B、將1-20份具有肼基的單體溶於步驟A所得的聚合物乳液中，所述份數為質量份數；
C、將30_70wt%的步驟B所得的物料與I_3wt%的成膜助劑，I-3wt%的增塑劑， l-2wt%的消泡劑，l-3wt%的流平劑和餘量的水混合均勻，得高性能的混凝土養護劑。
上述步驟A中，聚合乳液的製備可採用現有技術中常規的聚合乳液的製備方法。 成膜助劑、增塑劑、消泡劑和流平劑均可採用現有技術中常規的試劑，優選為成膜助劑為醇酯-12，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，流平劑為氟碳流平劑，消泡劑為正辛醇。
為了製得更加均勻、穩定的聚合物乳液，步驟A中，聚合物乳液的製備方法包括如下步驟
Al、將50-98份具有乙烯基的單體和1_40份具有羰基或醛基的乙烯基單體乳化得單體乳液；
A2、製作乳化劑的質量含量為1-3%的乳化劑溶液和引發劑的質量含量為4-6%引發劑溶液；
A3、70_90°C下，將單體乳液和引發劑溶液在2_4h內滴加到乳化劑溶液中，滴加完後繼續反應l_2h，得聚合物乳液，所述乳化劑溶液的質量為單體乳液質量的25-30%，引發劑溶液的質量為單體乳液質量的13-16%。
上述單體乳液的製備可參照現有技術中單體乳液的製備方法。
上述引發劑可為常用的引發劑，優選為過硫酸鉀。
為了得到性能更加優異的養護劑，所述具有乙烯基的單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯或丙烯酸辛酯中的一種或者兩種以上任意配比的混合物；所述具有羰基或醛基的乙烯基單體為丙烯醛、乙烯乙基酮、乙烯丙基酮或雙丙酮丙烯醯胺中的一種或兩種以上任意配比的混合物；所述具有肼基的單體為草酸二醯肼、戊二酸二醯肼或己二酸二醯肼中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
為了提高養護劑的保水率，步驟A和步驟B中，具有乙烯基的單體為6090份，具有羰基或醛基的乙烯基單體為5-20份，具有肼基的單體為2. 5-10份，所述份數為質量份數； 步驟C中，步驟B所得的物料為40-60wt%。
為了提高聚合乳液的分散性、穩定性，同時保證所得養護劑的性能，步驟A中， 聚合物乳液的製備所用的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉質量比為 (8:1)- (10:1)的復配物。
為了保證所得養護劑的性能,步驟A中，聚合物乳液的質量固含量為50-60%。
由上述高性能的混凝土養護劑的製備方法所製備的高性能的混凝土養護劑。
本發明高性能的混凝土養護劑，合成工藝簡單、結構容易控制，具有成膜速率快和保水率高的優勢，當固含量為20%時，能夠在2h內能成膜，且保水率大於90% ;本發明養護劑的使用還能增強混凝土的強度。
具體實施方式
為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
各實施例中，高性能的混凝土養護劑使用、保水率測試、強度的測試按照建材行業標準JC901-2002《水泥混凝土養護劑》。
實施例I
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化5g苯乙烯、20g甲基丙烯酸丁酯和15g乙烯乙基酮，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g 的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液； 同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在75°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中， 3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將IOg草酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將30g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，3g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑(杭州仁杉化工有限公司FWT氟碳潤溼流平劑，下同)，Ig的消泡劑正辛醇4和64g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為15%， 乾燥時間為3h，72小時的保水率為86%，混凝土強度為基準強度(未使用養護劑的混凝土的強度)的102%。
實施例2
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用I. 78g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 22g十二烷基硫酸鈉，20g水， 乳化IOg甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸丁酯和15g乙烯乙基酮，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在85°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液Jf5g草酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將40g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯_12，2g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 3g的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和53g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為20%，乾燥時間為2h，72小時的保水率為94%，混凝土強度為基準強度的108%。
實施例3
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化5g甲基丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸丁酯和20g丙烯醛，製備得到穩定的單體乳液；用 O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 38g過硫酸鉀溶解於9. 19g水中，並在80°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液Jf5g戊二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將50g的聚合物乳液，2g的成膜助劑醇酯-12，3g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑，I. 5g的消泡劑正辛醇和41. 5g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為25%，乾燥時間為I. 8h，72小時的保水率為96%，混凝土強度為基準強度的116%。
實施例4
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化15g甲基丙烯酸甲酯、20g丙烯酸丁酯、2. 5g甲基丙烯酸辛酯、4g丙烯醛和2g雙丙酮丙烯醯胺，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 54g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、 O. 06g十二烷基硫酸鈉和17. 6g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在75°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將6. 5g戊二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將60g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑，2g的消泡劑正辛醇和34g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為30%，乾燥時間為2h，72小時的保水率為93%，混凝土強度為基準強度的110%。
實施例5
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.82g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 18g十二烷基硫酸鈉，20g水， 乳化15g丙烯酸甲酯、20g甲基丙烯酸丁酯、IOg甲基丙烯酸辛酯和2. 5g乙烯丙基酮，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 36g壬基酹聚氧乙烯醚(10E0)、0. 04g十二烷基硫酸鈉和17. 8g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在75°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將2. 5g戊二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將70g的聚合物乳液，3g的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和24g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為35%，乾燥時間為I. 9h，72小時的保水率為95%，混凝土強度為基準強度的115%。
實施例6
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化30g丙烯酸乙酯、15g甲基丙烯酸丁酯、4g甲基丙烯酸辛酯和O. 5g乙烯丙基酮，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 57g過硫酸鉀溶解於9g水中，並在85°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將0. 5g 己二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將30g的聚合物乳液，2g的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 3g的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和63g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為15%，乾燥時間為2. 6h，72小時的保水率為85%，混凝土強度為基準強度的105%。
實施例7
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化IOg甲基丙烯酸甲酯、15g甲基丙烯酸乙酯、5g甲基丙烯酸辛酯和IOg雙丙酮丙烯醯胺， 製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g 十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在80°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將IOg己二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將40g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯_12，2g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， Ig的氟碳流平劑，2g的消泡劑正辛醇和54g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為20%，乾燥時間為2h，72小時的保水率為92%，混凝土強度為基準強度的110%。
實施例8
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化20g甲基丙烯酸甲酯、15g甲基丙烯酸丁酯、11. 25g甲基丙烯酸辛酯、O. 5g丙烯醛和2g雙丙酮丙烯醯胺，製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚 (10E0)、0. 02g十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在75°C條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h， 製備得到聚合物乳液；將I. 25g己二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將40g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，Ig的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和55g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為20%，乾燥時間為2. 2h，72小時的保水率為88%，混凝土強度為基準強度的102%。
實施例9
(I)聚合物乳液製備
攪拌條件下，用1.88壬基酚聚氧乙烯醚(1(^0)、0.28十二烷基硫酸鈉，2(^水，乳化19g甲基丙烯酸甲酯、15g甲基丙烯酸丁酯、7g甲基丙烯酸辛酯和6g雙丙酮丙烯醯胺， 製備得到穩定的單體乳液；用O. 05g的碳酸氫鈉、O. 18g壬基酚聚氧乙烯醚(10E0)、0. 02g 十二烷基硫酸鈉和18g水作為底液；同時將O. 5g過硫酸鉀溶解於9. 07g水中，並在85°C 條件下，和單體乳液同步滴加到底液中，3h內滴加完成，繼續保溫反應I. 5h，製備得到聚合物乳液；將3g己二酸二醯肼溶解於聚合物乳液中，製備得到具有室溫交聯特徵的聚合物乳液。
(2)將30g的聚合物乳液，Ig的成膜助劑醇酯-12，2g的增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯， 2g的氟碳流平劑，Ig的消泡劑正辛醇和64g的水混勻，製得具有室溫交聯特徵的高性能的混凝土養護劑，測試其固含量為15%，乾燥時間為2. Oh, 72小時的保水率為90%，混凝土強度為基準強度的105%。
權利要求
1.一種高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於包括如下步驟 A、將50-98份具有乙烯基的單體和1-40份具有羰基或醛基的乙烯基單體製備為聚合物乳液，所述份數為質量份數； B、將1-20份具有肼基的單體溶於步驟A所得的聚合物乳液中，所述份數為質量份數； C、將30-70wt%的步驟B所得的物料與l_3wt%的成膜助劑、l_3wt%的增塑劑、l_2wt%的消泡劑、1_3被％的流平劑和餘量的水混合均勻，得高性能的混凝土養護劑。
2.如權利要求I所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於步驟A中，聚合物乳液的製備方法包括如下步驟 Al、將50-98份具有乙烯基的單體和1-40份具有羰基或醛基的乙烯基單體乳化得單體乳液； A2、製作乳化劑的質量含量為1-3%的乳化劑溶液和引發劑的質量含量為4-6%引發劑溶液； A3、70-90°C下，將單體乳液和引發劑溶液在2-4h內滴加到乳化劑溶液中，滴加完後繼續反應l_2h，得聚合物乳液，所述乳化劑溶液的質量為單體乳液質量的25-30%，引發劑溶液的質量為單體乳液質量的13-16%。
3.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於所述具有乙烯基的單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯或丙烯酸辛酯中的一種或者兩種以上任意配比的混合物。
4.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於所述具有羰基或醛基的乙烯基單體為丙烯醛、乙烯乙基酮、乙烯丙基酮或雙丙酮丙烯醯胺中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
5.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於所述具有肼基的單體為草酸二醯肼、戊二酸二醯肼或己二酸二醯肼中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
6.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於步驟A和步驟B中，具有乙烯基的單體為60-90份，具有羰基或醛基的乙烯基單體為5-20份，具有肼基的單體為2. 5-10份，所述份數為質量份數。
7.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於步驟C中，步驟B所得的物料為40-60wt%。
8.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於步驟A中，聚合物乳液的製備所用的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸鈉質量比為(8:1)- (10:1)的復配物；步驟C中，成膜助劑為醇酯-12，增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，流平劑為氟碳流平劑，消泡劑為正辛醇。
9.如權利要求I或2所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法，其特徵在於步驟A中，聚合物乳液的質量固含量為50-60%。
10.由權利要求I至9任意一項所述的高性能的混凝土養護劑的製備方法所製備的高性能的混凝土養護劑。
全文摘要
本發明公開了一種高性能的混凝土養護劑及其製備方法，所述製備方法，包括如下步驟A.將50-98份具有乙烯基的單體和1-40份具有羰基或醛基的乙烯基單體製備為聚合物乳液，所述份數為質量份數；B.將1-20份具有肼基的單體溶於步驟A所得的聚合物乳液中，所述份數為質量份數；C.將30-70wt%的步驟B所得的物料與1-3wt%的成膜助劑，1-3wt%的增塑劑，1-2wt%的消泡劑，1-3wt%的流平劑和餘量的水混合均勻，得高性能的混凝土養護劑。本發明高性能的混凝土養護劑，合成工藝簡單、結構容易控制，具有成膜速率快和保水率高的優勢，當固含量為20%時，能夠在2h內能成膜，且保水率大於90%。
文檔編號C08F2/24GK102976653SQ20121043354
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月1日 優先權日2012年11月1日
發明者李磊, 劉加平, 田倩, 孫帥, 王洪松, 王文彬 申請人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 江蘇省建築科學研究院有限公司, 博特建材(天津)有限公司