[發明專利]改性聚羧酸高性能減水劑及其生產方法和使用方法

有效

• 申請號: 201110383442.5
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102491678A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 趙德濤;李勇;郭強;李慧
• 申請（專利權）人: 新疆西建新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B24/32
• 分類號: C04B24/32;C04B103/30
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;湯潔

技術領域

本發明涉及減水劑技術領域，是一種改性聚羧酸高性能減水劑及其生產方法和使用方法。

背景技術

混凝土是土木、建筑、水利和高速鐵路等工程中使用十分廣泛的材料，中國目前各大城市新建造的商品混凝土集中攪拌站能提供穩定優質的混凝土，這無疑可加快建筑施工的進度和提高工程質量。隨著商品混凝土的發展，促進了混凝土外加劑的技術，混凝土外加劑已經成為混凝土中必不可少的一種有用組分，在混凝土生產技術中起到核心作用，是決定混凝土質量的關鍵。而高效減水劑作為一種重要的混凝土外加劑，它不僅能大大提高高強混凝土的力學性能，而且提供簡便易行的施工工藝。

現有公知的聚羧酸系高性能減水劑是第三代減水劑，以其環保和高減水率而聞名，目前應用越來越廣泛，不僅用于C40-C100高強混凝土通過復配還可以用于C10-C30低標號混凝土，其經濟性能優越于萘系減水劑，而且摻聚羧酸系高性能減水劑的混凝土各項性能優于摻萘系減水劑的混凝土（新拌混凝土和易性、硬化后的混凝土強度以及耐久性等性能比摻萘系減水劑的混凝土有質的飛躍）。

80年代日本首次研發的新型聚羧酸系高性能減水劑是一種完全不同于NSF、MSF的較為理想的減水劑，即使在低摻量時也能使混凝土具有高流動性，并在低水灰比時具有低粘度和坍落度保持性能，且與不同水泥有更好的相容性，而且能夠提供簡便易行的施工工藝，因而廣泛應用于土木、建筑、水利和高速鐵路等工程，發揮了不可或缺的作用。

日本、美國、德國等發達國家早已開展多系高效減水劑研發，且品種繁多已經形成路各種系列產品供工程用戶選用。起初，最廣泛使用的有木質素磺酸鹽（木鈣，木鈉）減水劑，用于C25,C30等混凝土中，也有用制糖工業中用減水劑做緩凝劑，但使用范圍有限，滿足不了日益增長的需求。隨著國外高層的建筑、超高層的建筑、大跨度橋梁以及高性能混凝土快速發展，需要減水率更高的高效減水劑。上世紀60年代日本花王公司開發了β-萘磺酸甲醛縮合物，并在使用中不斷完善。這種減水劑減水效果好，但缺點是有副產物生成，對環境會造成污染，目前仍在世界各地廣泛應用。隨后，德國開發成功的Melment即磺化三聚氰胺甲醛縮合物高效減水劑，由于其性能與萘系高效減水劑接近，含氣量低，顏色淺，特別適用于蒸養預制混凝土構件中，但這類減水劑原料有限，價格偏高，尚不能滿足市場需要。

現有公知的聚羧酸系高性能混凝土減水劑最早是80年代中期由日本首先開發應用成功的新型混凝土外加劑，在眾多高性能減水劑中，具有梳形分子結構的聚羧酸系減水劑具有減水率高，混凝土坍落度經時損失小，摻量低等優點而成為當前混凝土外加劑研發的熱點。

中國直到上個世紀80年代末才真正開始使用高效減水劑，90年代才相繼開發了氨基磺酸鹽高效減水劑，羥基磺酸鹽縮合物（脂肪族）高效減水劑以及蒽系高效減水劑等產品，雖然，近年來國內也相應開展了聚羧酸系高性能減水劑的研究。如公開號為CN1316398A的中國專利文獻公開了一種聚羧酸系引氣高效混凝土減水劑，其將甲基聚氧乙烯醚、對苯二酚和甲苯磺酸放入反應容器中，經85±3℃條件下攪拌溶解后滴加甲基丙烯酸甲酯，保溫反應8個小時左右，生成甲基丙烯酸甲基聚氧乙烯醚酯，再向第一步反應產物中加入一部分丁酮，攪拌后用余下的丁酮溶解甲基丙烯酸和過氧化二苯甲酰，后向甲基丙烯酸甲基聚氧乙烯醚酯中滴加以發生聚合反應，同時要控制滴速度和反應溫度，經約3個小時反應完成后減壓蒸餾，蒸出有機溶劑后得到聚羧酸系高性能減水劑。

上述現有公知的聚羧酸系高性能混凝土減水劑，其生產工藝十分復雜，反應條件苛刻不易控制，且反應對設備要求高，不利于工業生產。另外，還有一些現有公知的聚羧酸系高效減水劑的制備過程中有涉及到以甲苯為溶劑，甲苯為有毒有機溶劑，對環境和人體有害。

發明內容

本發明提供了一種改性聚羧酸高性能減水劑及其生產方法和使用方法，克服了上述現有技術存在的問題，其工藝簡單、操作簡便、易于控制、便于推廣應用、減水率高、不污染環境、生產成本低、性價比高、便于貯存運輸。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種改性聚羧酸高性能減水劑，其按下述原料重量份而生產得到：甲基烯丙醇聚氧乙烯醚1份至3份、異戊烯醇聚氧乙烯醚1份、丙烯酸0.4份至0.6份、甲基丙烯酸0份至0.5份、馬來酸酐0份至0.1份、雙氧水0.002份、過硫酸銨0.001份至0.002份、水5份至6份，其中，pH控制在6.5至7.5，甲基烯丙醇聚氧乙烯醚的分子量為150至6000，異戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量為200至6000。