[發(fā)明專利]一種低粘型聚羧酸減水劑及其簡易制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710406753.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107236089A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃仙才;潘俊輝;趙瑞鑫;劉彬
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南金華達建材有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F222/02;C04B24/24;C04B103/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑材料中的混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于高粘度混凝土的低粘型聚羧酸減水劑及其簡易制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國建筑趨向于大型化、超高層化，混凝土隨之向超高強、高耐久、自流平等高性能方向發(fā)展，大摻量礦物摻合料技術(shù)的應(yīng)用及混凝土水膠比的降低，導(dǎo)致混凝土的粘度增大。另外，由于河砂資源的匱乏，大量機制砂開始應(yīng)用于混凝土的配制，機制砂棱角多，級配差，導(dǎo)致粘度問題更加突出，不利于混凝土的泵送和施工。聚羧酸系減水劑具有很高的減水率，可以有效降低混凝土用水量，但不能很好解決低水膠比帶來的混凝土粘度變大的難題。這很大程度上制約了高強與超高強混凝土的推廣與應(yīng)用。因此迫切需要開發(fā)低粘度的新型聚羧酸系減水劑，解決高性能混凝土在實際工程應(yīng)用中的難題。

當前為降低混凝土粘度通常采用兩種方法，一是添加引氣劑，其可在混凝土拌合物內(nèi)形成大量微小的封閉氣泡，這些微細氣泡近似球形，在混凝土中起到滾珠潤滑作用，從而降低粘度，但是引氣劑引入的氣泡對高強混凝土的強度會產(chǎn)生不利影響。二是選用優(yōu)質(zhì)礦物摻合料如優(yōu)質(zhì)粉煤灰或優(yōu)質(zhì)硅灰，優(yōu)質(zhì)粉煤灰資源稀缺且降粘效果有限，而硅灰價格高且需要較高摻量才能發(fā)揮效果，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅增加。

也有研究者從聚羧酸分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，制備了降粘型聚羧酸減水劑解決混凝土過粘的問題。張明等人在《降粘型聚羧酸系減水劑的合成研究》中，采用不同分子量的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲醋和甲基丙烯酸共聚制備了降粘型聚羧酸減水劑。但此工藝中甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯大單體制備存在反應(yīng)溫度高、純化工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等問題。近年來，日本、德國等國外公司也紛紛推出了具有降粘效果的外加劑產(chǎn)品，已經(jīng)用于高標號混凝土的配制，但其外加劑存在制備工藝復(fù)雜、大單體原材料不易獲得且成本較高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低粘型聚羧酸減水劑及其簡易制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種低粘型聚羧酸減水劑，由單體a、單體b、單體c按摩爾比(2.5～6.0)∶1∶(0.005～ 0.1)進行自由基聚合反應(yīng)制得，其中：

單體a結(jié)構(gòu)通式(I)如下：

其中R₁為-H或-COOH，R₂為-H、-CH₃或-CH₂COOH

單體b結(jié)構(gòu)通式(II)如下

其中，R₃為-H或-CH₃，R₄為-CH₂-或-CH₂CH₂-，n＝15～45。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述自由基共聚反應(yīng)為水性自由基共聚反應(yīng)。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述水性自由基共聚反應(yīng)采用水溶性引發(fā)劑和水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑，所述水溶性引發(fā)劑和水溶性鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量分別為單體a、單體b、單體c三者總質(zhì)量的0.1％～1.5％、0.1％～0.4％，所述水性自由基共聚反應(yīng)的聚合濃度為30％～50％，其中聚合濃度是指所有單體的質(zhì)量百分比濃度之和。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述的單體a，當R₁為-COOH時，可采用其與其它-COOH 形成酸酐的替代形式，這種酸酐替代形式在制備或使用過程中可轉(zhuǎn)化成羧酸，因此視為等同替代；優(yōu)選的，不飽和酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富馬酸、烏頭酸、馬來酸或以馬來酸酐替代中的一種或幾種的混合物。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述單體b為重均分子量M_w在800～2000之間的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、異戊烯基聚氧乙烯醚中的一種或幾種混合物。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述單體c為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、二甲基二丙烯氯化銨、三亞乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的一種或幾種的混合物。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述水溶性引發(fā)劑包括單獨的過硫酸鹽、水溶性偶氮類引發(fā)劑，以及氧化劑過硫酸鹽、過氧化物與還原劑亞硫酸氫鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、焦亞硫酸鹽或亞鐵鹽、吊白粉、抗壞血酸、亞磷酸及其鹽、次磷酸及其鹽的組合物，其中組合物中，氧化劑與還原劑兩者的摩爾數(shù)比為(3～6)∶1。