一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法 (High-efficiency cement concrete water reducing agent and preparation method thereof ) 是由 不公告发明人 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法,包括以下重量份原料甲基烯丙基聚氧乙烯醚30-38份、巯基乙酸8-10份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯28-35份、二氯甲烷5-8份、氯化苄12-16份、乙醚12-16份、阻聚剂1-3份、引发剂a2-5份、引发剂b3-6份、去离子水15-26份。该高效水泥混凝土减水剂,通过采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂制备单体产物,复配甲基烯丙基聚氧乙烯醚,对粘土起到一定抵抗作用,进而有效的降低水泥浆体的流动度,提高减水剂的适用范围；整个制备流程保证物料的密封性,避免外界污染的发生,进而有效提高水泥混凝土减水剂的制备质量。(The invention discloses a high-efficiency cement concrete water reducer and a preparation method thereof, wherein the water reducer comprises the following raw materials, by weight, 30-38 parts of methyl allyl polyoxyethylene ether, 8-10 parts of thioglycollic acid, 28-35 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, 5-8 parts of dichloromethane, 12-16 parts of benzyl chloride, 12-16 parts of diethyl ether, 1-3 parts of a polymerization inhibitor, 2-5 parts of an initiator a, 3-6 parts of an initiator b, and 15-26 parts of deionized water. According to the high-efficiency cement concrete water reducer, a monomer product is prepared from dimethylaminoethyl methacrylate, dichloromethane and a polymerization inhibitor, and methyl allyl polyoxyethylene ether is compounded to play a certain resistance role on clay, so that the fluidity of cement paste is effectively reduced, and the application range of the water reducer is improved; the whole preparation process ensures the sealing property of the materials, avoids the occurrence of external pollution and further effectively improves the preparation quality of the cement concrete water reducing agent.)
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域，具体为一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法。
背景技术
减水剂是目前国内广泛应用的一种混凝土外加剂，可以在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；还可以在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量。
目前的聚羧酸盐减水剂因具备低掺量、高减水率、分散性能优良、分子结构可调、绿色环保等优势，被大量应用在混凝土领域，但聚羧酸盐减水剂对粘土极其敏感，而在混凝土拌合材料中总会带入粘土成分，这是导致水泥浆体流动度严重损失的重要因素之一，直接约束了聚羧酸盐减水剂的使用范围，为解决这一问题，本领域技术人员提出了一种高效水泥混凝土减水剂，同时提供了该高效水泥混凝土减水剂的制备方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法，解决了聚羧酸盐减水剂对粘土极其敏感，而在混凝土拌合材料中总会带入粘土成分，这是导致水泥浆体流动度严重损失的重要因素之一，直接约束了聚羧酸盐减水剂使用范围的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高效水泥混凝土减水剂，包括以下重量份原料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚30-38份、巯基乙酸8-10份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯28-35份、二氯甲烷5-8份、氯化苄12-16份、乙醚12-16份、阻聚剂1-3份、引发剂a2-5份、引发剂b3-6份、去离子水15-26份；
该水泥混凝土减水剂由如下步骤制备：
步骤一、将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂一起投入一体生产设备中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂通过反应釜一顶部的进料管依次投入反应釜一的内部，通过进水管向反应釜一表面的螺旋换热管内部通入40℃循环水，接着通过进料管持续向反应釜一的内部添加氯化苄，启动反应釜一顶部的驱动电机工作开关，驱动电机输出轴带动反应釜一内部的反应架进行转动，对反应釜一内部的原料进行搅拌混合，搅拌反应5h后，通过进水管向螺旋换热管的内部通入冷却水，将反应釜一内部的原料冷却至室温；
步骤二、通过进水管向反应釜一表面的螺旋换热管内部通入40℃循环水，接着通过进料管向反应釜一的内部添加乙醚，继续通过驱动电机输出轴带动反应架在反应釜一的内部进行转动，反应3h后得到单体产物；
步骤三、启动真空干燥箱顶部左侧的料泵工作开关，利用料泵配合抽料管对反应釜一内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管内部之前经过滤架内部的滤网进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱的内部，向蒸汽管的内部通入40℃蒸汽，对料箱内部的单体产物进行干燥；
步骤四、通过反应釜二顶部的进料管向反应釜二的内部投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水，启动反应釜二顶部的驱动电机工作开关，反应釜二内部的反应架转动，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚全部溶解，接着通过进料管向反应釜二的内部投入巯基乙酸和引发剂a，反应10min后，启动真空干燥箱顶部右侧的料泵工作开关，将料箱内部的单体产物抽入反应釜二的内部，通过进料管向反应釜二的内部投入引发剂b，向反应釜二表面螺旋换热管的内部通入50℃循环水，恒温搅拌反应2h；
步骤五、通过进料管向反应釜二的内部添加质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应釜二内部的反应液pH值为7，通过出料管将反应釜二内部的反应液送出，得到水泥混凝土减水剂。
优选的，所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚，所述引发剂a为双氧水，所述引发剂b为抗坏血酸。
优选的，所述一体生产设备包括底座、反应釜一、反应釜二和真空干燥箱，所述底座顶部的两侧分别固定连接有反应釜一和反应釜二，且底座的顶部位于反应釜一和反应釜二之间设置有真空干燥箱，所述反应釜一和反应釜二的顶部均设置有驱动电机，且反应釜一和反应釜二的内部均设置有反应架，两个所述驱动电机输出轴的一端分别贯穿反应釜一和反应釜二并延伸至反应釜一和反应釜二的内部，且两个驱动电机输出轴的一端分别与两个反应架的顶端通过联轴器固定连接。
优选的，所述反应釜一和反应釜二的表面均设置有加热组件，所述加热组件包括保温套、螺旋换热管、进水管和出水管，所述反应釜一和反应釜二的表面均设置有保温套，且两个保温套的内壁均设置有螺旋换热管，所述螺旋换热管的顶端连通有进水管，且螺旋换热管的底端连通有出水管，两个所述螺旋换热管的内表面分别与反应釜一和反应釜二的表面接触。
优选的，所述反应釜一内部的下方设置有过滤组件，所述过滤组件包括过滤架、滤网、直线电机、清理辊、转动块、传动槽，所述反应釜一正面的下方通过螺钉固定连接有过滤架，且过滤架的内部设置有滤网，所述过滤架内部的上方设置有直线电机，且直线电机的底部设置有转动块，所述转动块的底部转动连接有清理辊，所述过滤架内部的下方开设有传动槽，且清理辊的底端与传动槽的内部转动连接，所述清理辊的表面与滤网的一侧接触。
优选的，所述真空干燥箱的内部设置有料箱和蒸汽管，所述真空干燥箱顶部的两侧均设置有料泵，两个所述料泵的进料端均连通有抽料管，且两个料泵的出料端均连通有排料管，位于左侧所述抽料管的一端与反应釜一的内部连通，位于右侧所述抽料管的一端与料箱内部的下方连通，位于左侧所述排料管的一端与料箱的内部连通，位于右侧所述排料管的一端与反应釜二的内部连通。
优选的，所述反应釜一和反应釜二内部的下方均设置有出料管，且两个出料管的内部分别与反应釜一和反应釜二的内部连通，所述反应釜一和反应釜二的顶部均设置有若干个进料管，且若干个进料管的内部分别与反应釜一和反应釜二的内部连通。
一种高效水泥混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂一起投入一体生产设备中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂通过反应釜一顶部的进料管依次投入反应釜一的内部，通过进水管向反应釜一表面的螺旋换热管内部通入40℃循环水，接着通过进料管持续向反应釜一的内部添加氯化苄，启动反应釜一顶部的驱动电机工作开关，驱动电机输出轴带动反应釜一内部的反应架进行转动，对反应釜一内部的原料进行搅拌混合，搅拌反应5h后，通过进水管向螺旋换热管的内部通入冷却水，将反应釜一内部的原料冷却至室温；
步骤二、通过进水管向反应釜一表面的螺旋换热管内部通入40℃循环水，接着通过进料管向反应釜一的内部添加乙醚，继续通过驱动电机输出轴带动反应架在反应釜一的内部进行转动，反应3h后得到单体产物；
步骤三、启动真空干燥箱顶部左侧的料泵工作开关，利用料泵配合抽料管对反应釜一内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管内部之前经过滤架内部的滤网进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱的内部，向蒸汽管的内部通入40℃蒸汽，对料箱内部的单体产物进行干燥；
步骤四、通过反应釜二顶部的进料管向反应釜二的内部投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水，启动反应釜二顶部的驱动电机工作开关，反应釜二内部的反应架转动，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚全部溶解，接着通过进料管向反应釜二的内部投入巯基乙酸和引发剂a，反应10min后，启动真空干燥箱顶部右侧的料泵工作开关，将料箱内部的单体产物抽入反应釜二的内部，通过进料管向反应釜二的内部投入引发剂b，向反应釜二表面螺旋换热管的内部通入50℃循环水，恒温搅拌反应2h；
步骤五、通过进料管向反应釜二的内部添加质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应釜二内部的反应液pH值为7，通过出料管将反应釜二内部的反应液送出，得到水泥混凝土减水剂。
（三）有益效果
本发明提供了一种高效水泥混凝土减水剂及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：通过采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂制备单体产物，复配甲基烯丙基聚氧乙烯醚，对粘土起到一定抵抗作用，进而有效的降低水泥浆体的流动度，提高减水剂的适用范围；通过一体生产设备，实现对水泥混凝土减水剂的快速制备，并且在反应釜一的内部进行单体产物进行制备，并且利用过滤组件进行单体产物的过滤处理，配合清理辊对滤网的网孔内部进行清理，有效避免滤网的网孔内部造成堵塞，顺利的完成对单体产物进行过滤处理；通过启动真空干燥箱顶部左侧的料泵工作开关，利用料泵配合抽料管对反应釜一内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管内部之前经过滤架内部的滤网进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱的内部，向蒸汽管的内部通入40℃蒸汽，对料箱内部的单体产物进行干燥，两个料泵配合真空干燥箱，实现全自动完成对单体产物的干燥处理，最后将甲基烯丙基聚氧乙烯醚在反应釜二的内部与单体产物进行复配反应，得到高效水泥混凝土减水剂，整个制备流程保证物料的密封性，避免外界污染的发生，进而有效提高水泥混凝土减水剂的制备质量。
附图说明
图1为本发明一体生产设备结构的示意图；
图2为本发明反应釜一结构的剖视图；
图3为本发明过滤组件内部结构的侧视图；
图4为本发明加热组件内部结构的俯视图；
图5为本发明真空干燥箱结构的剖视图。
图中，1、底座；2、反应釜一；3、反应釜二；4、真空干燥箱；5、驱动电机；6、反应架；7、加热组件；8、保温套；9、螺旋换热管；10、进水管；11、出水管；12、过滤组件；13、过滤架；14、滤网；15、直线电机；16、清理辊；17、转动块；18、传动槽；19、料箱；20、蒸汽管；21、料泵；22、抽料管；23、排料管；24、出料管；25、进料管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种高效水泥混凝土减水剂，包括以下重量份原料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚30份、巯基乙酸8份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯28份、二氯甲烷5份、氯化苄12份、乙醚12份、阻聚剂1份、引发剂a2份、引发剂b3份、去离子水26份；
该水泥混凝土减水剂由如下步骤制备：
步骤一、将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂一起投入一体生产设备中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂通过反应釜一2顶部的进料管25依次投入反应釜一2的内部，通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25持续向反应釜一2的内部添加氯化苄，启动反应釜一2顶部的驱动电机5工作开关，驱动电机5输出轴带动反应釜一2内部的反应架6进行转动，对反应釜一2内部的原料进行搅拌混合，搅拌反应5h后，通过进水管10向螺旋换热管9的内部通入冷却水，将反应釜一2内部的原料冷却至室温；
步骤二、通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25向反应釜一2的内部添加乙醚，继续通过驱动电机5输出轴带动反应架6在反应釜一2的内部进行转动，反应3h后得到单体产物；
步骤三、启动真空干燥箱4顶部左侧的料泵21工作开关，利用料泵21配合抽料管22对反应釜一2内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管22内部之前经过滤架13内部的滤网14进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱19的内部，向蒸汽管20的内部通入40℃蒸汽，对料箱19内部的单体产物进行干燥；
步骤四、通过反应釜二3顶部的进料管25向反应釜二3的内部投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水，启动反应釜二3顶部的驱动电机5工作开关，反应釜二3内部的反应架6转动，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚全部溶解，接着通过进料管25向反应釜二3的内部投入巯基乙酸和引发剂a，反应10min后，启动真空干燥箱4顶部右侧的料泵21工作开关，将料箱19内部的单体产物抽入反应釜二3的内部，通过进料管25向反应釜二3的内部投入引发剂b，向反应釜二3表面螺旋换热管9的内部通入50℃循环水，恒温搅拌反应2h；
步骤五、通过进料管25向反应釜二3的内部添加质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应釜二3内部的反应液pH值为7，通过出料管24将反应釜二3内部的反应液送出，得到水泥混凝土减水剂。
所述阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚，所述引发剂a为双氧水，所述引发剂b为抗坏血酸。
所述一体生产设备包括底座1、反应釜一2、反应釜二3和真空干燥箱4，所述底座1顶部的两侧分别固定连接有反应釜一2和反应釜二3，且底座1的顶部位于反应釜一2和反应釜二3之间设置有真空干燥箱4，所述反应釜一2和反应釜二3的顶部均设置有驱动电机5，且反应釜一2和反应釜二3的内部均设置有反应架6，两个所述驱动电机5输出轴的一端分别贯穿反应釜一2和反应釜二3并延伸至反应釜一2和反应釜二3的内部，且两个驱动电机5输出轴的一端分别与两个反应架6的顶端通过联轴器固定连接，所述反应釜一2和反应釜二3的表面均设置有加热组件7，所述加热组件7包括保温套8、螺旋换热管9、进水管10和出水管11，所述反应釜一2和反应釜二3的表面均设置有保温套8，且两个保温套8的内壁均设置有螺旋换热管9，所述螺旋换热管9的顶端连通有进水管10，且螺旋换热管9的底端连通有出水管11，两个所述螺旋换热管9的内表面分别与反应釜一2和反应釜二3的表面接触，所述反应釜一2内部的下方设置有过滤组件12，所述过滤组件12包括过滤架13、滤网14、直线电机15、清理辊16、转动块17、传动槽18，所述反应釜一2正面的下方通过螺钉固定连接有过滤架13，且过滤架13的内部设置有滤网14，所述过滤架13内部的上方设置有直线电机15，且直线电机15的底部设置有转动块17，所述转动块17的底部转动连接有清理辊16，所述过滤架13内部的下方开设有传动槽18，且清理辊16的底端与传动槽18的内部转动连接，所述清理辊16的表面与滤网14的一侧接触，所述真空干燥箱4的内部设置有料箱19和蒸汽管20，所述真空干燥箱4顶部的两侧均设置有料泵21，两个所述料泵21的进料端均连通有抽料管22，且两个料泵21的出料端均连通有排料管23，位于左侧所述抽料管22的一端与反应釜一2的内部连通，位于右侧所述抽料管22的一端与料箱19内部的下方连通，位于左侧所述排料管23的一端与料箱19的内部连通，位于右侧所述排料管23的一端与反应釜二3的内部连通，所述反应釜一2和反应釜二3内部的下方均设置有出料管24，且两个出料管24的内部分别与反应釜一2和反应釜二3的内部连通，所述反应釜一2和反应釜二3的顶部均设置有若干个进料管25，且若干个进料管25的内部分别与反应釜一2和反应釜二3的内部连通。
一种高效水泥混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂一起投入一体生产设备中，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂通过反应釜一2顶部的进料管25依次投入反应釜一2的内部，通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25持续向反应釜一2的内部添加氯化苄，启动反应釜一2顶部的驱动电机5工作开关，驱动电机5输出轴带动反应釜一2内部的反应架6进行转动，对反应釜一2内部的原料进行搅拌混合，搅拌反应5h后，通过进水管10向螺旋换热管9的内部通入冷却水，将反应釜一2内部的原料冷却至室温；
步骤二、通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25向反应釜一2的内部添加乙醚，继续通过驱动电机5输出轴带动反应架6在反应釜一2的内部进行转动，反应3h后得到单体产物；
步骤三、启动真空干燥箱4顶部左侧的料泵21工作开关，利用料泵21配合抽料管22对反应釜一2内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管22内部之前经过滤架13内部的滤网14进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱19的内部，向蒸汽管20的内部通入40℃蒸汽，对料箱19内部的单体产物进行干燥；
步骤四、通过反应釜二3顶部的进料管25向反应釜二3的内部投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水，启动反应釜二3顶部的驱动电机5工作开关，反应釜二3内部的反应架6转动，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚全部溶解，接着通过进料管25向反应釜二3的内部投入巯基乙酸和引发剂a，反应10min后，启动真空干燥箱4顶部右侧的料泵21工作开关，将料箱19内部的单体产物抽入反应釜二3的内部，通过进料管25向反应釜二3的内部投入引发剂b，向反应釜二3表面螺旋换热管9的内部通入50℃循环水，恒温搅拌反应2h；
步骤五、通过进料管25向反应釜二3的内部添加质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应釜二3内部的反应液pH值为7，通过出料管24将反应釜二3内部的反应液送出，得到水泥混凝土减水剂。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
一体生产设备的工作原理，使用时，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二氯甲烷和阻聚剂通过反应釜一2顶部的进料管25依次投入反应釜一2的内部，通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25持续向反应釜一2的内部添加氯化苄，启动反应釜一2顶部的驱动电机5工作开关，驱动电机5输出轴带动反应釜一2内部的反应架6进行转动，对反应釜一2内部的原料进行搅拌混合，搅拌反应5h后，通过进水管10向螺旋换热管9的内部通入冷却水，将反应釜一2内部的原料冷却至室温；
通过进水管10向反应釜一2表面的螺旋换热管9内部通入40℃循环水，接着通过进料管25向反应釜一2的内部添加乙醚，继续通过驱动电机5输出轴带动反应架6在反应釜一2的内部进行转动，反应3h后得到单体产物；
启动真空干燥箱4顶部左侧的料泵21工作开关，利用料泵21配合抽料管22对反应釜一2内部的单体产物进行抽取，单体产物在进入抽料管22内部之前经过滤架13内部的滤网14进行滤料处理，接着单体产物被抽入料箱19的内部，向蒸汽管20的内部通入40℃蒸汽，对料箱19内部的单体产物进行干燥；
通过反应釜二3顶部的进料管25向反应釜二3的内部投入甲基烯丙基聚氧乙烯醚和去离子水，启动反应釜二3顶部的驱动电机5工作开关，反应釜二3内部的反应架6转动，使甲基烯丙基聚氧乙烯醚全部溶解，接着通过进料管25向反应釜二3的内部投入巯基乙酸和引发剂a，反应10min后，启动真空干燥箱4顶部右侧的料泵21工作开关，将料箱19内部的单体产物抽入反应釜二3的内部，通过进料管25向反应釜二3的内部投入引发剂b，向反应釜二3表面螺旋换热管9的内部通入50℃循环水，恒温搅拌反应2h；
通过进料管25向反应釜二3的内部添加质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，调节反应釜二3内部的反应液pH值为7，通过出料管24将反应釜二3内部的反应液送出，得到水泥混凝土减水剂。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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