[發明專利]一種抗泥型聚羧酸減水劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410071834.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103897116A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 王虎群;熊衛鋒;段文鋒
• 申請（專利權）人: 北京東方雨虹防水技術股份有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F212/14;C08F220/06;C08F220/56;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種抗泥型聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

近年來，混凝土外加劑的研究與生產日趨向高性能、綠色無污染方向發展。聚羧酸高效減水劑由于減水率高、保坍性能好、強度增長快、外觀質量好等特點，適宜配制高強、超高強混凝土、高流動性及自密實混凝土，成為國內外混凝土外加劑研究開發的熱點。但是聚羧酸減水劑對混凝土中骨料中泥含量非常敏感，聚羧酸減水劑必須面對混凝土骨料泥含量對其效果影響的難題，而且對于不同地區的水泥的適應性也較差。

針對上述問題，目前行業內一般是通過高減型聚羧酸減水劑復配以保坍劑的方式獲得性能較優的聚羧酸減水劑，因此制備性能優越的保坍劑就格外重要。美國專利US5362324和US5911820公開了一種酯交聯體型保坍劑的制備方法，這種酯交聯體在水泥堿性介質中，發生酯水解斷裂，從而緩慢釋放出低分子量聚合物，進而提高混凝土的保坍能力。但這種交聯體前期的分散性較差。這類共聚物總體缺點是前期沒有分散性，復配到高減水型減水劑后極大的抵消其分散能力，而且對不同地區的水泥適應性也較差。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明公開了一種抗泥型聚羧酸減水劑，由多種單體聚合反應而得，其減水率高，對泥含量敏感度較低；并且所得減水劑與水泥及各地區的泥種類適應性較好，生產工藝簡單易控。

為實現上述目的，本發明是通過下述技術方案實現的：

一種抗泥型聚羧酸減水劑，采用下述成分制成：以乙烯基聚氧乙烯醚、苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸及丙烯酰胺類化合物為單體，輔以堿性中和劑，引發劑及分子調節劑進行共聚反應。

在本發明中，各成分的用量并不受到特別限制，本領域人員可以根據需要調節各成分用量以促進反應的順利進行。

申請人通過大量實驗研究了優化的反應條件，發現在下述用量比下具有較好的性能：乙烯基聚氧乙烯醚：苯乙烯磺酸鈉：丙烯酸：丙烯酰胺：引發劑：分子調節劑：堿性中和劑，以質量比計算，為1.0：(0.9～1.5)：(2.5～3.5)：(0.5～1.0)：(0.1～0.3)：(0.1～0.4)：(0.3～0.8)。在該組成配方下，制備出的減水劑單獨使用具有較好的抗泥效果，在混凝土含泥量小于10％時具有較高的分散和坍落度保持能力，而且對各地區泥種類具有較好適應性，生產過程中無污染，原料浪費也較少。

在本發明中，所述乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)分子量為400—3000具體使用時可選擇上述分子量范圍內的一種特定分子量的VPEG，也可以是選擇符合上述分子量范圍的多種VPEG的混合物，優選的，所用乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)分子量為400、800、1200、2000、2400、3000分子量要求的一種或一種以上的混合聚醚。

在本發明中，丙烯酰胺類化合物包括丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、丙烯酰胺基二甲基乙磺酸中的一種或一種以上的混合物。

在本發明中，堿性中和劑為無機金屬堿或有機胺堿，包括但不限于氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺中的一種或一種以上的混合物。

在本發明中，引發劑是一種可產生自由基或離子等活性種，以引發鏈式聚合的物質，常見的引發劑包括過氧化合物引發劑和偶氮類引發劑及氧化還原引發劑，在本發明中引發劑優選為過氧化物，包括過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化苯甲酰中的一種和／或一種以上的混合物。

在本發明中，分子調節劑包括巰基乙醇、巰基乙酸、巰基丙酸中的一種或一種以上的混合物。

在本發明中，所述的苯乙烯磺酸鈉不限于該化合物本身，還可包括一切以此為基礎的附加其他基團的化合物，包括乙烯苯磺酸鈉、甲基乙烯苯磺酸鈉、乙基乙烯苯磺酸鈉中的一種或一種以上的混合物。

在此基礎上，本發明還公開了所述抗泥型聚羧酸減水劑的制備方法，將各成分加入到水中，以乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)、苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸及丙烯酰胺類化合物為單體，并輔以堿性中和劑，加入引發劑及分子調節劑在60～90℃條件下進行共聚反應制得。

其中，水的用量可根據需要進行調整，通常為為各成分總質量和的20～30倍。

本發明的減水劑引入了苯乙烯磺酸鈉分子參與反應，降低了傳統聚氧乙烯大單體加入吸附在泥土上的可能性，并在分子鏈上增加了大量的磺酸基團，通過改性單體丙烯酸酯的加入，使得聚羧酸減水劑與傳統減水劑相比具有很高的坍落度保持性能，且對含泥量較高的水泥具有較好的適應性。

申請人進行的實驗證實，與已有的減水劑相比，本發明具有如下技術進步：