[發明專利]一種梳形共聚物水泥分散劑

有效

• 申請號: 200910028194.5
• 申請日: 2009-01-12
• 公開（公告）號: CN101475671A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 冉千平;劉加平;繆昌文;張志勇;周棟梁;楊勇;毛永琳
• 申請（專利權）人: 江蘇博特新材料有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C04B24/26
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 王玉梅

技術領域

本發明屬建筑材料中混凝土外加劑技術領域，具體涉及到一種梳形共聚物水泥分散劑。

背景技術

水泥生產不僅消耗大量的資源和能源，而且排放大量的CO₂等有害氣體。同時，隨著社會經濟的發展，礦渣、粉煤灰和煤矸石等業固體廢棄物的排放量與日懼增，不僅占用土地，污染環境，也造成了能源和資源的巨大浪費。降低水泥用量、最大限度地利用工業廢渣、延長混凝土構筑物的服役壽命，不僅能有效減少環境污染，而且能節省土地、能源和資源，有利于可持續戰略的實施。

開發應用高性能外加劑是降低水泥用量、最大限度地利用工業廢渣和延長混凝土構筑物的服役壽命最有效、最經濟的途徑。傳統萘系、三聚氰胺系等縮聚型外加劑存在減水率低、保坍性能差、增大收縮等問題，而且受到分子結構和作用機理的制約，自身大幅改性的可能性極??；同時，生產過程中有三廢排出，不利于環保。新型的羧酸類接枝共聚物超塑化劑由于具有分散性好、坍落度保持能力強、分子結構可變因素多而成為了世界性的研究熱點。隨著我國核電、水利、橋梁、隧道等大型基礎設施的興起，尤其是國家鐵路客運專線網工程的規劃實施，對聚羧酸系高性能外加劑的市場需求持續增長。根據專利報道羧酸系梳形共聚物根據其主鏈結構的不同可以分為兩大類：即I類以丙烯酸或甲基丙烯酸為主鏈，接枝不同側鏈長度的聚醚；II類以馬來酸酐為主鏈接枝不同側鏈長度的聚醚。其中I類又可分為：(1)主鏈上帶有羧酸基團聚醚(PEO)側鏈以酯鍵和主鏈相連；(2)主鏈上帶有基，而聚醚(PEO)側鏈以酰亞胺鍵形式和主鏈相連；(3)主鏈上帶有基團外，還帶有磺酸根基團，而聚醚(PEO)側鏈仍以酯鍵形式和主鏈相連。II類分為：馬來酸酐和烯丙醇醚或乙稀基聚醚的共聚物、苯乙烯和馬來酸酐共聚物與聚乙二醇單甲醚的接枝物。這些聚羧酸外加劑共同的結構特征是：主鏈上都含有羧酸基吸附基團側鏈上鏈接有聚醚(PEO)側鏈提供空間位阻，從而賦予聚羧酸外加劑優異的分散性能。

雖然新型聚羧酸外加劑優異的分散性能和良好的坍落度保持能力已被業界廣泛認可，但仍然存在對水泥礦物組成(主要是C₃A和堿含量)、水泥細度、石膏形態和摻量、外加劑添加量和添加方法、配合比、用水量以及混凝土拌合工藝和環境溫度具有極高的敏感度(R.Magarotto，F.Moratti，N.Zeminian.Influence?of?sulfates?content?in?cement?on?the?performances?ofsuperplasticizers[A].In：V.M.Malhotra?ed.8^th?CANMET/ACI?International?ConferenceSuperplasticizers?and?Other?Chemical?Admixtures?in?Concrete[C].USA：American?ConcreteInstitute，SP-239，2006：215-230)，嚴重影響了現有產品在工程中的廣泛應用。特別是我國水泥種類繁多，集料質量地區差異很大，難以保證新拌混凝土的質量。顯然未來混凝土化學外加劑將受到內部建筑工業及外部資源等多方面的限制，要想解決這些問題，必須開發出適應性更強的外加劑。很多研究表明堿性硫酸鹽含量對外加劑在水泥顆粒表面的吸附具有顯著的影響，是影響混凝土外加劑相容性最為關鍵的因素。K.Yamada等(K.Yamada，S.Ogama，S.Hanehara.Controlling?of?the?adsorption?and?dispersing?force?of?polycarboxylate-typesuperplasticizer?by?sulfate?ion?concentration?in?aqueous?phase[J].Cem.Concr.Res.，2001，(31)：375-383)研究認為硫酸根離子和聚羧酸外加劑對水泥的吸附具有不可逆轉的競爭吸附，硫酸鹽的含量提高可顯著降低聚羧酸減水劑的流動性和分散性能。

發明內容

本發明提供了一種梳形共聚物水泥分散劑，具有摻量低、適應性強的優點。

申請人研究發現，聚羧酸外加劑由于主鏈上含有的吸附基團基本上都是羧酸基其吸附性能受到水泥漿體中離子種類和含量尤其是硫酸根離子的影響很大。

申請人發現，在接枝共聚物主鏈中引入磺酸基團，以磺酸基團為吸附基團，可以降低接枝共聚物吸附特性對水泥漿體中離子種類和含量的敏感性，尤其是對硫酸根離子的敏感性，從而提高接枝共聚物分散劑在建筑工程中適應性。