[發明專利]一種快速分散降粘型聚羧酸水泥分散劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410393433.8
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104371081B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 黃振;楊勇;冉千平;張志勇;劉浩
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F2/40;C04B24/26;C04B103/40
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技術領域

本發明涉及一種具有快速分散和降粘效果的超支化結構聚羧酸共聚物水泥分散劑的制備方法，屬于混凝土外加劑技術領域。

背景技術

低水膠比，高礦物摻和料混凝土具有顯著的技術經濟優勢和社會效益，是制備高強(>C60)和超高強(>C100)混凝土的重要條件，而其技術依托重心乃是高效減水劑尤其是第三代高性能聚羧酸減水劑的快速發展。低水膠比下，混凝土的流動性與摻入減水劑后的攪拌時間有密切關系，現有減水劑往往初始減水性能較差，需要加入較多減水劑以提高初始減水性能；但加入過多減水劑，在運輸過程中其減水性能逐漸釋放，極易造成混凝土離析和含氣量過高，影響后期性能；因此提高減水劑初期的分散速度對實際施工具有顯著意義。

傳統梳型共聚物減水劑，如聚乙二醇甲基丙烯酸酯與甲基丙烯酸共聚物，由于主鏈為直鏈結構，該聚合物在水泥孔溶液中由于較強的聚電解質效應而收縮，吸附于水泥粒子表面的只是很少的一部分，其余部分形成水化層的同時相互絡合，使水泥漿體粘度增大；同時礦物摻和料顆粒呈多棱角，比表面積大于水泥，其大量加入(對于高礦物摻和料混凝土，其摻量通常在50％以上)更易增加混凝土粘性，從而使施工難度加大，在同工作條件下，降低混凝土粘性尤為重要。

目前，關于提高減水劑分散速度的專利報道還不多見，對于降粘型聚羧酸減水劑也還處于探索階段，例如TW200424145采用甲基烯丙基聚醚、烯丙基聚醚、馬來酸、丙烯酸羥乙酯共聚來達到快速分散和降粘的目的，但效果還不夠充分；特開2004-43280號公告采用短側鏈反應性聚醚大單體改善漿體粘度，但由于其減水性能差，需要較高摻量才能發揮效果；CN20091077550.2在聚羧酸母液，早強劑的基礎上，復配聚乙二醇作為降粘組分，來達到降低混凝土粘度提高工作性的目的。CN201010139081.5則通過在常規的聚合中引入降粘的功能組分(甲基丙烯磺酸鈉)合成酯類聚羧酸減水劑，具有一定的降粘性能。

發明內容

針對現有技術中的水泥分散劑在摻量、初始分散速度和減水率等方面不適合現代建筑工程的要求的問題，本發明提供一種基于使用含叔氨基的不飽和大分子單體同時作為共聚單體和還原劑的超支化聚羧酸水泥分散劑的制備方法，其具有減水率高、分散速度快，降低混凝土粘度等優點。

本發明研究者經實驗發現含叔氨基的不飽和大分子單體，其叔氨基團可與某些氧化劑發生氧化還原反應，形成自由基，引發不飽和單體聚合，由于其本身也具有雙鍵，因此也可以參與聚合形成聚合物主鏈，叔氨基團進一步與氧化劑發生氧化還原反應，在主鏈上產生活性自由基位點，此位點可進一步引發不飽和單體聚合，通過引發-聚合同時進行進而形成超支化型結構。

這種超支化型結構的聚羧酸共聚物相對傳統的梳型聚羧酸共聚物電荷密度較高，在水泥顆粒表面具有更強的吸附驅動力，因此能更加快速地吸附并提供更好的分散效果。超支化共聚物分子密度更高，其流體力學體積小于統梳梳型共聚物，同時超支化結構分子骨架的剛性高于直鏈型聚羧酸，在孔溶液中不易發生收縮，因此超支化型結構的聚羧酸具有顯著的降粘作用。

本發明中使用的含叔氨基的不飽和單體中還含有酯鍵，形成的超支化型結構中的酯基易在堿性條件下逐漸水解，緩慢向水-水泥體系中釋放出具有分散功能的較低分子量共聚物，補充由于水泥水化消耗的分散劑，使坍落度不損失或損失很小。

綜上，本發明提供一種快速分散降粘型聚羧酸水泥分散劑的制備方法，所述分散劑的制備過程中使用含叔氨基的不飽和大單體作為可參與聚合的還原劑，共聚獲得所述快速分散降粘型聚羧酸水泥分散劑。

本發明所述的快速分散降粘型聚羧酸水泥分散劑由下述三種單體共聚而成，所述三種單體包括：大分子單體A，吸附單體B以及含叔氨基的不飽和大單體C。

大分子單體A用通式(1)表示：

式中，R₁是氫原子或甲基；X＝O、CH₂O、CH₂CH₂O；m、o為環氧乙烷的平均加成摩爾數，其為5～100的整數；n為環氧丙烷的平均加成摩爾數，其為0～50的整數。

本發明中，單體A主要提供空間位阻效應，從而賦予超支化型共聚物優異的分散性能以及坍落度保持性能。