[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有優(yōu)異保坍性能的多支鏈聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010185714.6
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101851323A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建鋒;王家豐;宋永良;朱玉蓮;楊慧芬;李秋平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江五龍化工股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08F290/06
• 分類(lèi)號(hào): C08F290/06;C08F283/06;C08F2/10;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 杭州豐禾專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉一種用于新拌水泥漿、砂漿、混凝土等的塑性保持劑，尤其涉及一種具有優(yōu)異保坍性能的多支鏈聚羧酸減水劑及其制備方法。

技術(shù)背景

隨著交通、水利、橋梁、市政工程等一大批工程的興起和迅速發(fā)展，混凝土作為建筑最基本材料扮演著越來(lái)越重要的角色。尤其是近幾年，國(guó)家一些重大工程的開(kāi)工建設(shè)，按著百年大計(jì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)混凝土的性能要求也隨之提高。不僅僅對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)指標(biāo)要求不斷提高，混凝土的耐久性、混凝土的使用壽命更為建筑行業(yè)所關(guān)注。同時(shí)，針對(duì)不同的工程，施工設(shè)備、條件、環(huán)境更是千差萬(wàn)別，尤其是炎熱夏季的高溫下混凝土施工基本采用泵送，要求混凝土在施工過(guò)程中保持較好的流動(dòng)性，否則混凝土塑性較快損失不僅影響施工的進(jìn)度，對(duì)混凝土工程質(zhì)量也將產(chǎn)生重大影響。這些問(wèn)題的存在，必然對(duì)作為混凝土主要成分之一的外加劑提出更高的要求。

針對(duì)國(guó)內(nèi)的情況，一大批國(guó)家重大工程、客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、水利水電等工程的建設(shè)，致使混凝土的主要原材料供應(yīng)相當(dāng)緊張。大量的需求缺口，造成粗集料、礦物摻合料、細(xì)集料、水泥等質(zhì)量呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，例如粉煤灰質(zhì)量等級(jí)的下降、細(xì)集料含泥量嚴(yán)重超標(biāo)、水泥加入大量的助磨劑等。再加上我國(guó)水泥品種繁多，工程配合比多種多樣，往往會(huì)造成減水劑與混凝土的不適應(yīng)，混凝土坍落度損失較快，大大影響混凝土工程的質(zhì)量。要想更好的解決這些問(wèn)題，顯然要開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)異、性?xún)r(jià)比更高的混凝土外加劑。聚羧酸減水劑根據(jù)其本身的梳型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，具有較高的減水率、一定的坍落度保持能力，正一步步成為國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)研究的熱點(diǎn)。但是，國(guó)內(nèi)這方面的研究起步相對(duì)較晚，一些技術(shù)還主要集中在科研院所、高校等。雖然有較多的文章報(bào)道，真正的性能優(yōu)異的保坍劑并未完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，到應(yīng)用到實(shí)際工程上還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，目前工程上應(yīng)用的大多還是以進(jìn)口為主。

發(fā)明人在CN200710192353.6專(zhuān)利中講到，采用雙羥基聚醚在溶劑條件下與馬來(lái)酸酐酯化制備可控制坍落度損失的聚羧酸減水劑。雖然具有一定的保坍效果，但采用溶劑制備大單體在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)上還存在有一定的缺陷，溶劑回收中的損失以及對(duì)環(huán)境的影響都是不可估量的。

發(fā)明人在專(zhuān)利US5911820專(zhuān)利中公開(kāi)表明，采用丙烯酸酯單體和丙烯酸大分子聚乙二醇單甲醚酯制備聚羧酸減水劑，由于其本身具有支鏈過(guò)長(zhǎng)，錨固基團(tuán)被聚醚團(tuán)包裹，這種聚羧酸減水劑初始基本沒(méi)有分散性，要想得到良好的初始拌和效果，只有提高其摻量來(lái)滿(mǎn)足要求，因而大幅度提高的成本。

中國(guó)專(zhuān)利CN101066851A中提到，采用交聯(lián)劑制備保坍性能好的聚羧酸減水劑。不僅生產(chǎn)過(guò)程繁瑣，很多的交聯(lián)劑水溶性很差，交聯(lián)效果不理想的話(huà)還會(huì)大大影響減水劑的狀態(tài)，出現(xiàn)渾濁分層等。

針對(duì)上述現(xiàn)象和一些工程應(yīng)用中存在的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)對(duì)解決混凝土坍落度損失方面取得了一定的效果，但并不是很理想。要么保坍性不好，保坍好的要么工藝繁瑣麻煩，要么靠增加摻量來(lái)提高其應(yīng)用效果。

為更好地解釋坍落度損失的原理，許多專(zhuān)家學(xué)者致力于這方面的研究。到目前為止，緩慢釋放理論和特殊高分子陰離子表面活性劑作用機(jī)理能更高地應(yīng)用解釋坍落度損失的原理。尤其是緩慢釋放理論，在反應(yīng)性高分子中，提供有機(jī)陰離子的是羧基。羧基也是較強(qiáng)的親水基團(tuán)，含羧基的物質(zhì)一般易溶于水。但反應(yīng)性高分子中的羧基已被“封鎖”起來(lái)，以酯基、酰胺基等的形式存在。這些基團(tuán)在混凝土的堿性成分的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，從不溶于水的高分子變?yōu)樗苄愿叻肿臃稚┻M(jìn)入溶液中，這種水溶性高分子聚合物被吸附在水泥粒子表面，使水泥粒子不斷處于分散狀態(tài)，從而維持了其分散性。由于水解反應(yīng)僅在其表面，因此溶解過(guò)程是緩慢進(jìn)行的，需要一定的時(shí)間，從而有效地防止坍落度損失。

發(fā)明申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)緩慢釋放理論，在一定的聚羧酸主鏈長(zhǎng)度中，增加聚醚側(cè)鏈的密度，并在分子結(jié)構(gòu)中引入酯交聯(lián)分子可以有效地降低或防止混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失。側(cè)鏈密度較高的聚羧酸減水劑再加入混凝土中的初期，較少或極少的-COOH等吸附基團(tuán)裸露在外，水泥離子對(duì)聚羧酸減水劑只有少量的吸附；隨著在水泥溶液中的強(qiáng)堿作用下，部分酯鍵逐步脫落，較多的可吸附基團(tuán)漸漸被釋放出來(lái)，吸附到水泥顆粒上，在側(cè)鏈聚醚鏈段的空間位阻作用下，繼續(xù)保持對(duì)水泥粒子的分散作用。從而減小坍落度的損失，使混凝土始終保持較好的可塑性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是為更好地解決中的坍落度混凝土塑性保持的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種減水劑分子中支鏈分布密集、分子本身具有一定交聯(lián)功能的、性能更為優(yōu)越的多支鏈聚羧酸減水劑。本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供上述多支鏈聚羧酸減水劑的制備方法。