[發明專利]保坍緩釋型聚羧酸減水劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210043701.4
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102584092A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 馬國棟;靳通收;王文彬;謝紅;安玉紅;王雙保
• 申請（專利權）人: 河北金舵建材科技開發有限公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C08F283/06;C04B103/30
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及一種混凝土的外加劑及其制備方法，尤其是一種保坍緩釋型的聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

減水劑是一種非常重要的混凝土外加劑，被譽為混凝土第五組份。減水劑可以分為三代，第一代主要是木質素磺酸鹽，第二代減水劑主要是萘磺酸甲醛縮合物類、三聚氰胺磺酸甲醛縮合物類和氨基磺酸甲醛縮合物類，目前國內仍在使用。但是這些減水劑均有一定的局限性，不利于可持續發展。聚羧系減水劑即為高性能減水劑，稱之為第三代減水劑，具有分散性能好，減水率高，坍落度保持能力強，綠色環保等優點倍受學術界、產業界人們的廣泛關注，并在鐵路、公路、橋梁、隧道、水電、海港、機場、碼頭、民用等重大、重點工程中得到廣泛的應用，發揮了重要作用。但隨著聚羧酸減水劑在工程中的應用，出現了一些不足，如高溫環境下保坍性不足；溫度敏感性強，同種聚羧酸減水劑在不同季節施工，混凝土保坍性相差甚遠；由于我國水泥種類繁多，集料質量地區差異較大，往往造成新拌混凝土坍落度損失大，難以保證混凝土的質量。針對以上問題，人們曾經在減水劑中加入緩凝劑葡萄糖酸鈉、蔗糖、檸檬酸、酒石酸、硼酸、三聚磷酸鈉等來改善減水劑的保坍能力。但是，緩凝劑的加入從根本上沒有解決其保坍能力弱的缺點，如摻量過大反而會使混凝土的凝結時間延長，影響工程的施工進度。要想解決這些問題，需要開發一種適應性更強的減水劑，尤其是開發出一種具有超強坍落度保持能力的減水劑，這種減水劑即為保坍緩釋型減水劑。這種減水劑既可單獨使用也可與現有聚羧酸減水劑復配使用，用于解決現有聚羧酸減水劑不能解決以上之難題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種適應性更廣，坍落度保持能力更強的聚羧酸高性能減水劑及其制備方法，該減水劑在水泥、混凝土工作環境中具有緩慢釋放功能，對原料品質的波動有良好的適應性。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

本發明所述的聚羧酸減水劑的分子結構通式如下：??

?

其中，R¹、R³、R⁴、R⁵為氫或甲基的其中一種，R²為—CH₂-CH₂—或—CH₂-CH(CH₃)—，R⁶為氫或甲基或羧甲基的其中一種，R⁷為氫或羧基，M為氫、一價金屬離子、二價金屬離子、銨離子中的其中一種，Y為氫或甲基；x=1～1000，y=1～1000，z=1～1000，m=1或2，n=50～55。

所述保坍緩釋型聚羧酸減水劑的分子量為10000~100000。

所述的保坍緩釋型聚羧酸減水劑由大單體、小單體聚合而成的具有表面活性的共聚物，制備步驟如下：

a、稱取一定重量的大單體和去離子水投入反應瓶中，加熱攪拌使其溶解；；

b、在溫度40~80℃（優選溫度55~65℃），加入引發劑，攪拌均勻；

c、在溫度40~80℃（優選溫度55~65℃），攪拌下同時分別滴加小單體的混合水溶液和鏈轉移劑與還原劑的混合水溶液；滴加時間為3~6小時，優選為4~5小時；

d、滴完之后，在溫度40~80℃（優選溫度55~65℃），保溫反應1~4小時，優選為2~3小時；

e、?降溫至40℃，然后加入中和劑進行中和，獲得保坍緩釋型聚羧酸減水劑產品。

所述用于反應的各原材料摩爾百分數為：大單體5~10％，小單體85~90％，引發劑0.1~2.0％，還原劑0.1~1.5％，鏈轉移劑0.1~2.0％。

所述制備方法中體系的反應濃度控制在30~60%，優選值40~50%；獲取的保坍緩釋型聚羧酸減水劑產品濃度為30~50%。

所述大單體包括聚合度為50~55的烯丙醇聚氧乙烯丙烯醚、聚合度為50~55的2-甲基烯丙醇聚氧乙烯丙烯醚、聚合度為50~55的3-甲基烯丁醇聚氧乙烯丙烯醚；小單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸酐、丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯，小單體的混合水溶液為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸酐的其中一種和丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-2-羥基丙酯的其中一種的混合水溶液；引發劑為過硫酸銨或過硫酸鉀、雙氧水；還原劑為亞硫酸鈉或次磷酸鈉、葡萄糖、抗壞血酸、吊白塊、硫酸亞鐵；鏈轉移劑為巰基乙醇或巰基乙酸、3-巰基丙酸；溶劑為自來水或去離子水；中和劑為氫氧化鈉、氨水、有機堿、離子膜液堿，優選為離子膜液堿。