脂肪族高效减水剂的改性

刘宏义

（江苏沭阳金源建材科技有限公司，江苏 沭阳 223600）

1 前言

脂肪族高效减水剂是以丙酮为原料，通过与甲醛缩合，并经磺化剂磺化得到的一种线型高分子化合物。它与传统的萘系高效减水剂相比，具有对环境少污染、制造工艺简单、成本低廉、减水率高、冬天无结晶等优点，深受用户喜爱。近几年来，它的用量不断上升，但有不少用户，对用它生产的混凝土有颜色表示不满意。为此，笔者做了一些工作，对脂肪族高效减水剂进行改性，得到了改性脂肪族高效减水剂（以下简称BTG），从而去除脂肪族高效减水剂在混凝土拌合过程中产生的颜色，并取得了满意的效果。

2 实验部分

2.1 改性脂肪族高效减水剂BTG的制备

（1）主要原料

丙酮：进口的工业品，含量≥99%；甲醛：工业品，含量36%～37%;亚硫酸钠：工业品，含量≥96%；焦亚硫酸钠：工业品，含量≥99%；亚硫酸氢钠：工业品，含量≥99%；片碱：工业品，含量≥96%；改性剂：G。

（2）改性脂肪族高效减水剂BTG的合成

丙酮经羟甲基化，磺化和缩合后，再在一定的温度下与改性剂G反应一定的时间得到改性脂肪族高效减水剂BTG。丙酮作为亲核试剂，甲醛作为亲电试剂，碱性条件有利于羟甲基化反应。选择合适的摩尔比，对BTG的性能很重要。

2.2 检测

（1）BTG含固量的测定

将干净的称量瓶放入烘箱，烘至恒重，记录其质量m1。然后，用此称量瓶称取5.0000gBTG，放入烘箱，烘干至恒重，记录其质量m2。计算出相应的含固量。

（2）水泥净浆流动度的测定

按照G B8077－2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的水泥净浆流动度试验方法，测定水泥净浆流动度，W/C=0.29。

3 结果与讨论

3.1 改性脂肪族高效减水剂BTG的合成与性能

3.1.1 磺化剂的用量

磺化剂的用量直接影响到引入的磺酸基团的多少，从而影响BTG对水泥的分散性能。如表1。

表1 磺化剂的用量对水泥净浆流动度的影响

随着磺化剂（以SO3计）与丙酮的摩尔比的增加，水泥净浆流动度也不断增加，这可能是引入的磺酸基团增加的原故。但当其比例增加到0.7时，水泥净浆流动度却明显下降。这可能是由于磺化剂的用量过大导致非线型分子结构产生所引起的。

3.1.2 甲醛与丙酮的比例

甲醛与丙酮发生羟甲基化反应，在一定的温度下进行缩合，甲醛与丙酮的比例不同，会改变BTG的分子量分布，从而影响BTG的性能，如表2。

表2 甲醛与丙酮的比例对水泥净浆流动度的影响

从表2可以看出，甲醛与丙酮的摩尔比在2.0～2.5范围内，BTG对水泥的分散性能较好。

3.1.3 改性剂G的用量

笔者在改变改性剂G的用量而其它条件都相同的情况下，合成的BTG的性能如表3。

表3 改性剂G的用量对BTG的性能的影响

从表3可以看出，当改性剂G的用量为30%时，BTG与不改性的脂肪族高效减水剂相比对水泥的分散性能相差甚微，而试拌混凝土的颜色却大不一样。经工程应用，改性剂G的用量为30%的BTG配制的混凝土的性能和颜色都得到了用户的认可。

3.2 改性机理的探讨

改性剂G与脂肪族高效减水剂的反应是强放热反应，它可能改变了一些发色基团的化学结构，产生了改变颜色的效果，并且产生的新的基团或结构对水泥的分散性能有贡献。

4 结论

在磺化剂（以SO3计）与丙酮的摩尔比为0.5～0.6，甲醛与丙酮的摩尔比为2.0～2.5，改性剂G的用量占BTG质量的百分比为30%时，可以制得性能较优的改性脂肪族高效减水剂BTG，从而去除脂肪族高效减水剂在混凝土拌合过程中产生的颜色。