[發明專利]具有硫酸鹽適應性和降粘效果的水泥分散劑的制備方法

有效

• 申請號: 201711382562.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108219128B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 黃振;冉千平;楊勇
• 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: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G65/333;C08G65/336;C04B24/42;C04B103/40
• 代理公司: 32300 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 喬淑媛;馬曉輝

本發明公開了一種具有硫酸鹽適應性和降粘效果的水泥分散劑的制備方法。本發明所述制備方法包括以下步驟：單烷氧基聚乙二醇、環氧氯丙烷、堿及催化劑在溶劑水中反應得到單烷氧基聚乙二醇縮水甘油醚；將所述單烷氧基聚乙二醇縮水甘油醚用水稀釋后與多胺類單體反應制得含有4?6個氨基的胺化聚醚；將所述胺化聚醚與含有環氧基團的硅烷偶聯劑反應，制得一端為4?6個三烷氧基硅烷，一端為聚環氧乙烷的水泥分散劑。本發明所述制備方法制得的水泥分散劑具有較高的減水率；分子量相對常規的聚羧酸減水劑小很多，具有顯著的降粘效果；對硫酸鹽的適應性較好；本發明選擇的原料成本低，合成過程簡單高效，生產能耗小，制備工藝具有可工業化前景。

技術領域

本發明涉及一種對硫酸鹽具有較好適應性，同時具有非常顯著的降粘效果，含多個烷氧基硅烷基團的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

高性能聚羧酸減水劑相比第二代高效減水劑而言，具有更好的水泥分散和分散保持能力，在較低摻量時，即可使水灰比較低的混凝土獲得良好的流動性和可操作性，因而成為現代高強、高流態混凝土不可或缺的組成部分。

目前，現代建筑體呈現出高層化、輕量化趨勢，聚羧酸減水劑的應用出現了一些新問題，為了使混凝土達到高強或超高強等級，必須采用大量的膠凝材料以及大幅降低用水量，這造成新拌混凝土粘度加大，流動緩慢，施工難度非常高。對此，目前業內和學術界的主要應對方法有兩種：一是采用采用優質的超細礦物摻合料(比如硅灰)優化顆粒級配，但這種方法一方面會造成成本提高，另外也具有一定局限性，不能從根本上解決實際問題。另一種方法是開發降粘型的聚羧酸減水劑，通過不同功能的官能團的優化組合來實現聚羧酸減水劑的功能化，制備得到降粘型聚羧酸減水劑。CN20091077550.2在聚羧酸母液和早強劑中復配聚乙二醇作為降粘組分，達到降低混凝土粘度提高工作性的目的，但是額外加入的聚乙二醇降低了減水劑的分散效能，同時造成成本增加。CN200480011979通過在常規結構中引入疏水的丙烯酸長鏈烷基酯來改善混凝土的粘度，但疏水側鏈的引入會造成減水性能的明顯下降，而且這種方法對粘度的改善是有限的。CN201410097467.2同樣采用在羧酸共聚物分子結構中引入和控制一定量的疏水單元和疏水基團來降低該減水劑作用下水泥基材料的粘度，同樣存在減水性能較差，粘度改善不明顯等問題。

聚羧酸減水劑在實際應用遇到的另一個問題在于聚羧酸減水劑與混凝土組成材料存在不相容性，在某些情況下，尤其是混凝土中水泥、砂、石及摻合料中含有硫酸鹽時，聚羧酸減水劑會出現分散效果差、混凝土坍落度損失快等現象。Yamada(Yamada K,HaneharaS.Interaction mechanism of cement and superplasticizers-The roles of polymeradsorption and ionic conditions of aqueous phase[J].Materials&Structures,2001.)等認為這是由于聚羧酸鹽的吸附作用受到膠凝材料中硫酸根離子的影響，吸附量隨著硫酸根離子摻量的增加而減少，故導致了一種“競爭吸附”.當可溶性的硫酸鹽摻量增加時，聚羧酸鹽將發生“解吸附”作用，從而導致水泥獎體流動性降低。針對這個問題，研究人員試圖通過調整聚羧酸的分子結構予以解決。中國專利CN201510919314.6通過在嵌段聚羧酸主鏈結構上引入具有剛性結構的官能團調整聚羧酸在溶液中的構象，從而改變其吸附行為，提高其適應性。但這種方法制得的嵌段聚羧酸中仍含有大量的羧酸基團，盡管增加了剛性結構的官能團，仍會收到硫酸根離子的影響，對硫酸根適應性的提升仍存在提升的空間，同時該方法必須使用RAFT試劑或預先合成RAFT大分子，生產成本和工藝要求均較高。