[發明專利]一種聚羧酸系減水劑及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201611224019.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108239238A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 董建國;王萬林;羅瓊;劉洪錦;杜輝
• 申請（專利權）人: 上海東大化學有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/58;C08F2/38;C04B24/26;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 林高鋒

本發明公開了一種聚羧酸系減水劑及其制備方法、應用。其由原料制得，原料包括下述質量份數的組分：100份單體A，10～20份液態不飽和羧酸，3～8份不飽和酰胺，0.6～2份引發劑，0.15～0.5份還原劑，0.6～2份鏈轉移劑、8～20份中和劑和水80～150份。本發明減水劑中各組分相互協同作用，可調節表面張力，使得其具有較低的引氣性，大幅降低引入膠凝材料中的氣泡，制品表面更加致密美觀，構件強度得到提升；可促進水泥水化過程，提高早期強度；分散能力加強，降低了膠凝材料的用水量，顆粒間更加分散，水化程度更佳。

技術領域

本發明涉及建筑材料領域，尤其涉及一種聚羧酸系減水劑及其制備方法、應用。

背景技術

減水劑作為現代混凝土中除水泥、砂、石、水和摻和料外，必不可少的一大組份，推動了混凝土技術的發展。聚羧酸系減水劑具有靈活的分子可設計性，可根據需要制備出高保坍、高減水、早強、緩凝、引氣或減縮等不同性能的減水劑產品，適宜配制高強、超高強、高流動性或高耐久性等性能的混凝土，可滿足當代混凝土的多樣性需求，得到了工程界的一致推崇。同時，其原料來源豐富，生產工藝綠色化，已成為國內外減水劑研究和開發的熱點，并已廣泛應用于各項工程領域中。

混凝土含氣量是影響硬化混凝土強度、耐久性和外觀等效果的重要因素。聚羧酸系減水劑是一種表面活性劑，在應用過程中會引入大量大小不一的不規則氣泡。大氣泡對混凝土的耐久性并沒有任何價值，而且會造成混凝土的強度大幅降低，使得混凝土制品表面呈現麻面和蜂窩面等現象，影響其使用價值和美觀。隨著商品混凝土的發展和社會發展、以及對節約能源要求逐步提高，預制混凝土構件對早期強度的要求越來越高，進一步縮短或減免蒸養時間是有效降低能源消耗和成本的途徑之一。為了降低能源和成本，節約施工周期，故預制混凝土對蒸養時間要求越來越高，早期強度越高，可達到縮短和減免蒸養時間，是早強減水劑的發展目標。

目前，制備早強型聚羧酸系減水劑的方法主要有兩種，分別是復配和合成，復配主要是在普通聚羧酸系減水劑中摻入常用的小分子早強劑形成復合體系，兼顧減水、早強兩項性能，但由于小分子早強劑種類與性能的限制，產品的適應性較差，調整、增效空間不大，往往無法滿足預制構件生產的實際要求；例如會造成混凝土后期強度增幅變緩的缺陷。目前，雖然早強型聚醚也有報道，但均未從降低含氣量的角度進一步提高強度的方面考慮，因而還有進一步提升空間，促使免蒸養步向現實。合成方法包括聚羧酸系減水劑分子結構設計和接枝具有早強功能的官能團，該方法篩選出特殊功能單體添加于減水劑合成過程中，實現對減水劑分子的改性和優化，是未來早強型聚羧酸系減水劑發展的一個熱點方向。然而，目前的合成法所制得的早強型聚羧酸系減水劑的含氣量仍較高，而且早強效果不明顯。中國專利文獻CN104150807A公開了一種預應力高強混凝土管樁用聚羧酸減水劑，雖然該減水劑應用于混凝土時，混凝土具有低引氣、凝結時間短、強度高等優點，但是該減水劑在制備過程中，需要在75～80℃下進行，反應溫度較高；而且其沒有從聚醚結構上根本性的解決聚羧酸的引氣性問題，其混凝土含氣量雖然有所降低，但是仍高達3.2～3.4％。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服了現有技術中合成法制備的早強型聚羧酸系減水劑含氣量高、制備過程中反應溫度較高的缺陷，提供了一種聚羧酸系減水劑及其制備方法、應用。本發明的減水劑中，各組分相互協同作用，可調節其表面張力，使其具有較低的引氣性，大幅降低引入膠凝材料中的氣泡，制品表面更加致密美觀，構件強度進一步得到提升；可促進水泥水化過程，進一步提高早期強度；分散能力得到進一步提升，降低了膠凝材料的用水量，顆粒間更加分散，水化程度更佳。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

本發明提供了一種聚羧酸系減水劑，其由原料制得，所述原料包括下述質量份數的組分：100份單體A，10～20份單體B，3～8份單體C，0.6～2份引發劑，0.15～0.5份還原劑，0.6～2份鏈轉移劑、8～20份中和劑和80～150份水；

所述單體A結構通式如下所示：