[發明專利]一種混凝土和易性調節劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201310726984.7
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN104744623A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 朱建民;劉兆濱;董振鵬;周立明;楊雪
• 申請（專利權）人: 遼寧奧克化學股份有限公司
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58;C08F222/38;C08F2/38;C08F2/10;C04B24/16
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 于寶慶;劉春生

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，特別涉及一種混凝土和易性調節劑及其制備方法。

背景技術

AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)具有強陰離子性、水溶性的磺酸基，使其具有導電性、染色親和性；酰胺基團使其具有很好的水解穩定性、抗酸、堿及熱穩定性；活潑的碳碳雙鍵又有利于使其與各種烯類單體生成共聚物。這種單體既可以直接以磺酸的形式參與聚合，也可以轉化為磺酸鹽后參與聚合。隨著AMPS工業化生產的實現，國外便廣泛地展開了對其聚合物的研究，并應用于油田化學、化學纖維工業、工業水處理、涂料工業、生物醫學材料、磁性記錄材料等化工領域。AMPS是極具發展潛力的有機中間體，具有多種優異性能。

AMPS已成為國內引人矚目的熱點有機化工原料，部分科研機構的合成技術也較成熟，尤其是我國許多油田處于三次采油期，國內水處理領域用量巨大，都對AMPS質量和數量提出了更高更多要求。因此，國內在加快建設AMPS裝置的同時，應加大應用研究力度，以促進AMPS工業健康快速發展。

由于AMPS可以與AA/AM合成一種高吸水性樹脂，并且其吸水能力相當明顯，根據這種吸水原理可以考慮將其應用于混凝土中，目前的一些混凝土外加劑在使用過程中存在著泌水離析等問題導致和易性差，所以如果向其中加入一種高吸水性樹脂可以改善這種和易性較差的問題。高吸水性樹脂中含有大量的-SO₃H、-COOH和-CONH₂，高吸水性樹脂與泥土(砂子)混合使泥土(砂子)的容積物理結構三相分布，水分的移動發生改變，氣相率增加，具有團粒結構，即物理性能改變。且高吸水性樹脂是一種具有三維網狀結構的高分子材料，吸收的水被三維網絡所包覆，行成凝膠狀的物質，在進行干燥時，高吸水樹脂的粒子表面形成一種薄膜，水分子不易揮發。從而使泥土(砂子)表層及其內部水分蒸發速度減慢，此外，高吸水性樹脂還能與水形成氫鍵，將水固定在高分子鏈上，因為蒸發消耗的能量大，故干燥速度慢，這是高吸水性樹脂具有較好的保水性能的主要原因。

目前，還沒有將此種高吸水性樹脂用于混凝土方面的報道，因此開發一種基于AMPS的高吸水性樹脂用于混凝土和易性的調節至關重要。

發明內容

本發明人經過反復實驗，成功合成了一種基于AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)的混凝土和易性調節劑，此混凝土和易性調節劑是一種高吸水性樹脂，具有較強的吸水保水能力，解決了混凝土和易性較差的問題。

一方面，本發明提供一種混凝土和易性調節劑，其是由下述單體組分經無規共聚而制得：

(A)2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；

(B)不飽和羧酸或其鹽；

(C)丙烯酰胺；及

(D)N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，

其中，單體A與單體B的摩爾比為1:1～1:10，單體B與單體C的摩爾比為1:1～5:1，單體D占所有聚合單體的總質量的1×10^-4～5×10^-4，且所述混凝土和易性調節劑的重均分子量為1×10⁴～1×10⁵。

在本發明的混凝土和易性調節劑的一個實施方式中，所述單體B選自丙烯酸或其鹽、或者甲基丙烯酸或其鹽。

另一方面，本發明提供一種制備上述混凝土和易性調節劑的方法，該方法包括如下步驟：

(1)將單體A、單體B和單體C按預定的摩爾比溶解于水中，得到水溶液1；

(2)將鏈轉移劑，單體D和引發劑溶解于水中，得到水溶液2；

(3)在反應容器中，加入一定量的水，并將其加熱至40～60℃；

(4)在保持反應容器溫度的情況下，同時勻速地滴加得自前面步驟的水溶液1和水溶液2，滴加時間為2～4小時；及

(5)滴加完成后，在保持溫度的情況下，繼續反應1～2小時，進而得到由單體A、單體B、單體C和單體D無規共聚而成的混凝土和易性調節劑。

在本發明的方法的一個實施方式中，所述鏈轉移劑為巰基乙酸或巰基丙酸；所述引發劑為選自過硫酸銨、偶氮二異丁腈或者抗壞血酸-雙氧水中的一種。

在本發明的方法的另一個實施方式中，當采用抗壞血酸-雙氧水作為引發劑時，抗壞血酸與所述鏈轉移劑和單體D一起在所述步驟(2)中溶解于水中加入反應體系，雙氧水在所述步驟(3)中溶解于水中加入反應體系。