[發明專利]一種抗裂減縮型聚羧酸系減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201510051941.2
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104628972B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 仇影;丁蓓;郭兆來;鄭春揚;姜海東;胡陽成
• 申請（專利權）人: 江蘇中鐵奧萊特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08F291/06
• 分類號: C08F291/06;C08F220/06;C08F220/14;C08F222/06;C08F226/02;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤,袁正英

技術領域

本發明涉及一種混凝土用聚羧酸系減水劑的技術領域，尤其涉及到一種抗裂減縮型聚羧酸系減水劑的制備方法。

背景技術

在水泥水化硬化過程中由于毛細管負壓、失去毛細孔和凝膠孔的吸附水、相對濕度降低或與空氣中的CO₂反應，伴隨有體積的收縮，引起水泥混凝土的塑性收縮、干燥收縮、自收縮和碳化收縮等，混凝土因為收縮引起較大的拉應力，持續產生裂紋導致混凝土強度和耐久性降低，這已經成為工程實踐中的難題。國內外通常采用添加混凝土膨脹劑來補償混凝土的干縮，摻量較大且必須對混凝土進行長時間的保濕養護，才能達到補償收縮的效果，因而加大了工程的施工時間。混凝土減縮劑通過降低混凝土毛細孔內水分子的表面張力、減少水分蒸發過程的收縮力來降低混凝土的體積收縮，以此減緩和控制混凝土的開裂現象，提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。

由于聚羧酸系減水劑的分子可設計理論，通過對其化學結構的改變，引入羧基、酰胺基、磺酸基、減縮基團等可以得到高減水且能降低混凝土收縮的功能性聚羧酸系減水劑。日本專利CN1616375A報道了一種水硬性水泥組合物用多功能型摻合劑。該專利由馬來酸酐與特定的烯丙基醚大單體在非水體系中發生自由基共聚反應，在聚合轉化率達50～90％的反應中途時，向反應體系中加水中和得到共聚物。該摻合劑具有縮短凝結時間、硬化混凝土自收縮小且提高混凝土強度的特點。專利CN101787137A報道了一種具有減縮功能的聚羧酸系減水劑、合成方法及使用方法，該專利將聚丙烯酸和帶有酰胺基的胺類化合物先共聚后與聚乙二醇酯化的合成工藝制得減縮型聚羧酸系減水劑，具有低摻量、高減水率且顯著改善混凝土收縮率的特點，但其酯化工藝復雜，缺乏市場競爭力。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種合成工藝簡單、高減水率且具有顯著減縮效果的抗裂減縮型聚羧酸系減水劑的制備方法，用以提高混凝土的力學性能和耐久性能。

本發明的技術方案為：一種抗裂減縮型聚羧酸系減水劑的制備方法，其具體步驟如下：

(1)醇胺混合物的制備：將質量濃度為30～60％的丙烯酰胺水溶液和甘醇類有機小分子在30～50℃攪拌1～5h得到醇胺水溶液；其中所述丙烯酰胺與甘醇類有機小分子的質量比為1：(0.3～1.8)；

(2)抗裂減縮型聚羧酸系減水劑制備：將步驟(1)得到的醇胺水溶液、不飽和聚氧乙烯醚大單體和纖維素醚的混合水溶液置于釜中，升溫至25～40℃，在引發劑作用下滴加含有不飽和雙鍵的羧酸類小單體與鏈轉移劑的混合水溶液；同時滴加還原劑的水溶液反應，反應結束后采用中和劑調整PH為5～7；其中滴加時間1.5～5h，滴加后保溫時間為1～4h；所述不飽和聚氧乙烯醚、纖維素醚、醇胺水溶液、不飽和雙鍵的羧酸類小單體、引發劑、鏈轉移劑、還原劑的質量比為1：(0.03～0.08)：(0.02～0.1)：(0.09～0.2)(0.008～0.02)：(0.005～0.01)：(0.001～0.003)。

優選步驟(1)中所述的甘醇類有機小分子為一縮二乙二醇、二縮三乙二醇或三縮四乙二醇中的至少一種。

優選步驟(2)中不飽和聚氧乙烯醚大單體和纖維素醚的混合水溶液的質量濃度為50～62％；含有不飽和雙鍵的羧酸類小單體與鏈轉移劑的混合水溶液的質量濃度為28～50％；還原劑的水溶液的質量濃度為0.3％～1％。

優選步驟(2)所述的不飽和聚氧乙烯醚為烯丙基聚氧乙烯醚、異丁烯基聚氧乙烯醚、異戊烯基聚氧乙烯醚、4-羥丁基乙烯基醚、或甲基烯基聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚中的至少一種；其分子量為1400～5000。

優選步驟(2)所述的纖維素醚為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素或羥丙基甲基纖維素中的至少一種；優選所述的引發劑為過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀中的至少一種；優選所述的鏈轉移劑為巰基乙酸、2-巰基丙酸、3-巰基丙酸、巰基乙醇或異丙醇中的至少一種；優選所述的含有不飽和雙鍵的羧酸類小單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或馬來酸酐中的至少一種；優選所述的還原劑為亞硫酸氫鈉、維生素C、硫酸亞鐵或葡萄糖中的至少一種；優選所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、三乙醇胺或三異丙醇胺中的至少一種。

有益效果：

1.本發明一種抗裂減縮型聚羧酸系減水劑的制備方法是通過自由基溶液聚合一步反應，過程工藝簡單、低溫制備、綠色環保；