[發明專利]一種早強型聚羧酸減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201510916231.1
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105713154B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 冉千平;王秀梅;楊勇;劉金芝;黃振;張建綱;翟樹英
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;南京博特新材料有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/06;C08F228/02;C08F220/58;C08F212/14;C08F2/38;C04B24/16;C04B103/30
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本發明提供一種早強型聚羧酸減水劑的制備方法；包括下述步驟：單體a與鏈轉移劑、引發劑、水充分混合后，在N₂保護下進行可逆加成?斷裂鏈轉移聚合，之后所得產物與單體b與單體c在N₂保護下進行聚合反應。合成方法簡單，工藝要求低，生產成本小。生產出的產品具有摻量低、減水率高、水泥適應性強等優點，用其拌制的混凝土工作性好，可以顯著的提高其早期強度。

技術領域

本發明涉及建筑材料中混凝土外加劑技術領域，具體涉及可用于混凝土的一種早強型聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術

混凝土外加劑的廣泛應用，已使其成為混凝土中除水泥、砂、石和水之外不可或缺的第五組份，外加劑的研究和應用促進了新品種混凝土和混凝土施工技術的發展。其中減水劑是混凝土工程中應用最廣泛的外加劑品種，其使用量已超過外加劑總量的80％，是現代混凝土不可缺少的重要組成部分。聚羧酸減水劑作為一種新型的高性能減水劑，又被稱為超塑化劑，由于其共聚物原料來源廣泛，分子組成可設計，具有摻量低、保坍性能好、混凝土收縮率低、分子結構可調性強、生產工藝清潔化等突出優點，成為國內外混凝土外加劑研究和開發的熱點。

在工程應用中，聚羧酸減水劑的加入主要是為了改善混凝土拌合過程中的工作性能。但實踐中可以觀察到，在加入聚羧酸減水劑后，水泥體系的凝結時間有所延遲，早期強度也受到影響，這無法滿足快速施工、搶修及堤壩突發事故應急施工的要求。而具有早強功能的減水劑由于其能夠促進水泥水化，加快混凝土強度發展速度，提高混凝土早期強度，并對混凝土后期強度無顯著影響，它的使用能方便、有效的解決冬季施工過程中早期強度過低及混凝土受凍害等問題，并且加快了施工進度和模板周轉速度，提高經濟效益，具有良好的應用前景。

一般實現早強功能的技術途徑有兩種，一種是合成常規的減水劑與早強劑復配，通過復配解決早強的問題。傳統的復合型早強劑大多采用了萘系減水劑復合早強組分，而萘系高效減水劑的生產會對環境帶來一定程度的危害，并且其硫酸鈉含量高。其次，無機早強劑與減水劑復配的相容性差，易分層、絮凝，影響減水劑性能。另外，傳統的復合型早強減水劑中早強組成又以氯鹽和硫酸鹽居多，這不可避免的提高了堿集料反應和鋼筋銹蝕發生的可能性，降低了混凝土結構的耐久性。另一種是合成本身具有早強功能的聚羧酸減水劑，近幾年，瑞士西卡公司、日本觸媒公司、德國BASF公司紛紛推出了具有超早強作用的聚羧酸減水劑產品，己經用于混凝土預制構件生產和要求配制早強的混凝土，但其減水劑制備過程中存在酯化和酯交換難度大、大分子類合成單體原材料不易獲得且其聚合過程轉化率低，工藝復雜且成本較高等問題，因此進入生產實用階段還有一定的困難。因此，現在已知的技術包含了一些具有早強功能的聚羧酸減水劑的結構和制備方法。但是由于原材料、工藝路線等的原因，其經濟性和環保性制約了其工業化的應用。

另一方面，傳統的自由基聚合導致所合成的聚羧酸有很大一部分偏離設計的分子組成，如分子量、側鏈密度等。因此，很大一部分無法發揮吸附作用而留在溶液中成為無效成分。CN 103482897采用原子轉移自由基聚合的方法制備具有有序結構的嵌段聚羧酸減水劑，有效的解決了傳統自由基聚合制備的無規聚羧酸減水劑分子結構不可控、分子量分布較寬等難題，但反應后處理金屬離子和配體困難、引發劑-烷基鹵化物對人體有較大毒害、催化劑-低氧化態的過渡金屬配合物易被空氣氧化，儲存較為困難、價高不易得等缺點使其進入生產實用階段還有一定的困難。

綜上所述，提供一種合成方法簡單，工藝要求低，生產成本小、環境污染小的制備早強型聚羧酸減水劑的方法是十分必要的。

發明內容

本發明旨在克服現有早強型聚羧酸減水劑其大分子類合成單體原材料不易獲得且其聚合過程轉化率低的問題，提供一種早強型聚羧酸減水劑的制備方法，生產出的產品具有摻量低、減水率高、水泥適應性強等優點，而且制備工藝過程簡單、生產成本小。

本發明的技術原理：采用可逆加成-斷裂鏈轉移聚合法合成早強型聚羧酸減水劑。

本發明提供的是一種早強型聚羧酸減水劑的制備方法，包括下述步驟：