[發明專利]一種對水泥適應性強的聚羧酸系減水劑、合成方法及使用方法

有效

• 申請號: 201010265762.6
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN101941810A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 孫振平;羅瓊;吳小琴
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C08F290/06;C04B103/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬建筑材料技術領域，具體涉及一種對水泥適應性強的聚羧酸系減水劑、合成方法及其使用方法。

背景技術

聚羧酸系減水劑減水率高，坍落度損失小，適量引氣、能提高混凝土耐久性和使用壽命，是混凝土高性能化的重要手段。我國水泥品種繁多、成分復雜且性能變化大，聚羧酸系減水劑雖然具有諸多優良性能但也存在于水泥的適應性問題，導致其推廣應用受到極大的限制。

外加劑的適應性是指外加劑在相同的條件下，因水泥不同而造成使用效果有較大的差異、甚至是完全不同的程度。聚羧酸系減水劑通過近兩年來在鐵路建設工程中的大量應用和在高速鐵路工程中的試驗，證明其適應性相對較差，其混凝土原材料組分、產地等因素的微小變化都會造成新拌混凝土性能出現變化，這一特點與萘系減水劑具有較強適應性和穩定性的特點截然不同。而解決這一問題不能局限在試驗各組分之間的搭配和頻率的更換材料方面，必須突破舊的思維方式，從發展的、整體的、宏觀的角度做深入的探索和研究，才能促進聚羧酸系減水劑的發展。

“聚乙二醇單甲醚酯化大單體+混合單體聚合”和“烯丙基聚乙二醇+混合單體聚合”的方法是目前較多的外加劑廠商采用的合成方式，但許多廠商忽視了產品科學合理的“分子結構設計”及外加劑與混凝土的適應性研究。為了改善減水劑的性能，節約成本，部分廠家采用聚乙二醇單甲醚類聚羧酸系減水劑與烯丙基聚乙二醇類聚羧酸系減水劑復配，但在實際過程中復配會導致減水劑的分層現象，影響減水劑的使用效果。

現今，聚羧酸系減水劑的研究重點是設計合理的分子結構，降低成本、簡化工藝，對不同的水泥具有良好的適應性，增強市場競爭力，同時也要滿足良好的綜合性能要求。本發明以聚乙二醇單甲醚酯化大單體(MPEGMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)為主要原材料進行共聚，不僅簡化合成工藝，而且聚羧酸系減水劑分子結構中同時具有酯類大單體和醚類大單體，還引入酰胺基和磺酸基，使得聚羧酸系減水劑對不同水泥都具有良好的適應性。目前，國內沒有相關合成工藝方面的研究成果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對水泥適應性強的聚羧酸系減水劑、合成方法及其使用方法。

本發明提出的對水泥適應性強的的聚羧酸系減水劑、是以聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)和烯丙基聚乙二醇(APEG)為主要原料的聚羧酸系減水劑，原材料為聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)、甲基丙烯酸(MAA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)、硫醇類鏈轉移劑、過硫酸銨(引發劑)、氫氧化鈉和水，各組份的重量比為：

組份????????????????重量比

MPEGMA??????????????100

APEG????????????????30～70

MAA?????????????????15～35

AMPS????????????????0.5～1.5

硫醇類鏈轉移劑??????1～4

過硫酸銨????????????1.5～8.5

氫氧化鈉????????????3～7

水??????????????????200～900。

各組份較佳的重量比為：

組份????????????????重量比

MPEGMA??????????????100

APEG????????????????40～60

MAA?????????????????20～30

AMPS????????????????0.75～1.25

硫醇類鏈轉移劑??????2～3

過硫酸銨????????????3～7

氫氧化鈉????????????4～6

水??????????????????400～600。

本發明中，所述聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯的分子質量為800～2000。

本發明中，所述烯丙基聚乙二醇的分子質量為800～2000。

本發明以聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)和烯丙基聚乙二醇(APEG)為主要原料的聚羧酸系減水劑的合成方法，具體步驟為：

(1)按質量比稱取聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、硫醇類鏈轉移劑、過硫酸銨和水：

(2)將烯丙基聚乙二醇和過硫酸銨分別配制成20％～50％(指水溶液的濃度)濃度的溶液；