[發明專利]減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200710190130.6
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101182156A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 徐雪峰;蔡躍波;孫紅堯;丁建彤
• 申請（專利權）人: 水利部交通部電力工業部南京水利科學研究院
• 主分類號: C04B24/24
• 分類號: C04B24/24;C04B24/04;C04B103/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明是一種應用于混凝土中的化學外加劑，屬于建筑材料中混凝土材料、結構和工程領域。具體涉及一種減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑，本發明還涉及該減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑的制備方法。

背景技術

近年來，國內有關聚羧酸系減水劑的研究很多，發表了很多文章，已有不少廠家能夠生產出質量穩定的產品，并在許多工程中得到應用。聚羧酸減水劑的最大優點是減水率高，坍落度損失小，以至于被稱為是第三代混凝土減水劑。然而，普通的聚羧酸減水劑依然無法解決混凝土因收縮而產生開裂的問題，普通減水劑的加入一般都會增大混凝土的收縮，以至于討論中的建設部標準“聚羧酸系高性能減水劑”對一等品的規定是28天收縮率比不大于105％。加入減縮劑能較好地減少混凝土的收縮，然而，由于減縮劑單價太高，且摻量很大，造成摻減縮劑的混凝土成本增加太大，所以無法在工程中得到推廣應用。研究開發具有減縮增強功能的聚羧酸減水劑，在具有很好減水功能的同時，又具有減縮功能，而又不增加成本，應該是聚羧酸系減水劑的一個重要發展方向。

專利CN200510057130“聚丙烯酸鹽類減縮劑及其制備方法，，合成了一種聚丙烯酸類減縮劑，具有很好的減縮效果，并具有一定的減水性能，缺點是減水率太低，只有15％左右，無法滿足高性能混凝土的需要，且摻量太大，任屬于減縮劑領域。

文獻“高效減水劑對水泥膠砂收縮性能的影響”介紹了一種聚羧酸減水劑，與奈系減水劑相比，摻有該減水劑的砂漿收縮值較小，但由于沒有引入減縮基團，所以其減縮量太小。

專利CN200510037872和CN200610040089合成了一種多功能聚羧酸減水劑，具有較好的減水和減縮功能，其合成分三步進行，第一步由丙烯酸類單體與單烷氧基聚醚酯化合成單體b，第二部由單烷氧基聚醚與馬來酸酐在少許催化劑的作用下發生酯化反應合成單體c，第三步，由單體b、單體c和其它單體共聚反應得成品。該合成工藝太過復雜，其中第一步中，丙烯酸的活性很大，容易發生自聚合，一般需加入阻聚劑，不僅增大成本，且工藝復雜，難于控制。

文獻“Action?Mechanism?of?a?Shrinkage-reducing?Superplasticizer?of?NewGeneretion”合成了一種具有一定減縮功能的減水劑，其合成方法與CN200610040089的合成方法相近，也是分三步進行，其缺點是工藝復雜，操作性不強。

綜合目前的專利和文獻資料，近年來有關聚羧酸減水劑的文獻很多，但有關減縮的聚羧酸減水劑資料很少，僅有的文獻可歸納為三種情況：一種是具有一定減水功能的丙烯酸類減縮劑，仍屬于減縮劑領域，缺點是減水率太小，難于滿足高性能減水劑的要求，且摻量太大。第二種是摻入后混凝土或砂漿收縮量相對較小的聚羧酸減水劑，由于沒有從分子結構上引入減縮基團，該減水劑的分子結構與普通聚羧酸減水劑的分子結構相似，降低收縮的量也有限。第三種是具有較好減縮功能的聚羧酸減水劑，該減水劑從分子結構上引入了減縮基團，所以在具有高減水率的同時具有很好的減縮功能，缺點是合成工藝太過復雜，要分三步進行，中間過程難于控制，操作性不強，且合成成品固含量不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的高性能減水劑——減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑，該減水劑原材料來源豐富，合成工藝簡單，易于操作，具有很好的減縮減水功能。以丙烯醇醚和馬來酸酐共聚形成主鏈，通過縮合反應在主鏈上引入減縮基團，整個分子結構中含有減水功能基團和減縮功能基團。本發明的第二個目的是提供上述減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑的制備方法。

完成上述發明任務的技術方案是：減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑，該高性能減水劑的分子結構如下：

其中：M₁為減水基團，分子結構為

CH₂CH₂O_nCH₃

n為8～26的自然數；本申請推薦：n為22或26時效果最好。

M₂為減縮基團，即一縮二乙二醇二丙二醇單丁醚。

上述減縮增強型聚羧酸系高性能減水劑的制備方法，步驟如下：