脂肪族高效減水劑的改性

劉宏義

（江蘇沭陽金源建材科技有限公司，江蘇 沭陽 223600）

1 前言

脂肪族高效減水劑是以丙酮為原料，通過與甲醛縮合，并經磺化劑磺化得到的一種線型高分子化合物。它與傳統的萘系高效減水劑相比，具有對環境少污染、制造工藝簡單、成本低廉、減水率高、冬天無結晶等優點，深受用戶喜愛。近幾年來，它的用量不斷上升，但有不少用戶，對用它生產的混凝土有顏色表示不滿意。為此，筆者做了一些工作，對脂肪族高效減水劑進行改性，得到了改性脂肪族高效減水劑（以下簡稱BTG），從而去除脂肪族高效減水劑在混凝土拌合過程中產生的顏色，并取得了滿意的效果。

2 實驗部分

2.1 改性脂肪族高效減水劑BTG的制備

（1）主要原料

丙酮：進口的工業品，含量≥99%；甲醛：工業品，含量36%～37%;亞硫酸鈉：工業品，含量≥96%；焦亞硫酸鈉：工業品，含量≥99%；亞硫酸氫鈉：工業品，含量≥99%；片堿：工業品，含量≥96%；改性劑：G。

（2）改性脂肪族高效減水劑BTG的合成

丙酮經羥甲基化，磺化和縮合后，再在一定的溫度下與改性劑G反應一定的時間得到改性脂肪族高效減水劑BTG。丙酮作為親核試劑，甲醛作為親電試劑，堿性條件有利于羥甲基化反應。選擇合適的摩爾比，對BTG的性能很重要。

2.2 檢測

（1）BTG含固量的測定

將干凈的稱量瓶放入烘箱，烘至恒重，記錄其質量m1。然后，用此稱量瓶稱取5.0000gBTG，放入烘箱，烘干至恒重，記錄其質量m2。計算出相應的含固量。

（2）水泥凈漿流動度的測定

按照G B8077－2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中的水泥凈漿流動度試驗方法，測定水泥凈漿流動度，W/C=0.29。

3 結果與討論

3.1 改性脂肪族高效減水劑BTG的合成與性能

3.1.1 磺化劑的用量

磺化劑的用量直接影響到引入的磺酸基團的多少，從而影響BTG對水泥的分散性能。如表1。

表1 磺化劑的用量對水泥凈漿流動度的影響

隨著磺化劑（以SO3計）與丙酮的摩爾比的增加，水泥凈漿流動度也不斷增加，這可能是引入的磺酸基團增加的原故。但當其比例增加到0.7時，水泥凈漿流動度卻明顯下降。這可能是由于磺化劑的用量過大導致非線型分子結構產生所引起的。

3.1.2 甲醛與丙酮的比例

甲醛與丙酮發生羥甲基化反應，在一定的溫度下進行縮合，甲醛與丙酮的比例不同，會改變BTG的分子量分布，從而影響BTG的性能，如表2。

表2 甲醛與丙酮的比例對水泥凈漿流動度的影響

從表2可以看出，甲醛與丙酮的摩爾比在2.0～2.5范圍內，BTG對水泥的分散性能較好。

3.1.3 改性劑G的用量

筆者在改變改性劑G的用量而其它條件都相同的情況下，合成的BTG的性能如表3。

表3 改性劑G的用量對BTG的性能的影響

從表3可以看出，當改性劑G的用量為30%時，BTG與不改性的脂肪族高效減水劑相比對水泥的分散性能相差甚微，而試拌混凝土的顏色卻大不一樣。經工程應用，改性劑G的用量為30%的BTG配制的混凝土的性能和顏色都得到了用戶的認可。

3.2 改性機理的探討

改性劑G與脂肪族高效減水劑的反應是強放熱反應，它可能改變了一些發色基團的化學結構，產生了改變顏色的效果，并且產生的新的基團或結構對水泥的分散性能有貢獻。

4 結論

在磺化劑（以SO3計）與丙酮的摩爾比為0.5～0.6，甲醛與丙酮的摩爾比為2.0～2.5，改性劑G的用量占BTG質量的百分比為30%時，可以制得性能較優的改性脂肪族高效減水劑BTG，從而去除脂肪族高效減水劑在混凝土拌合過程中產生的顏色。