[發明專利]一種炭黑改性的聚羧酸減水劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711485315.X
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108191289B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 龐浩;王坤;廖兵;年福偉;郭瑩;黃健恒
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中國科學院大學
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C08F283/06;C08F220/06;C08F2/44;C04B103/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發明屬于水泥添加劑領域，公開了一種炭黑改性的聚羧酸減水劑及其制備方法和應用。該減水劑包括以下重量配比的A、B組分，其中A組分：炭黑粒子10份；含羥基的偶氮化合物，0.2～0.4份；小分子酰氯化合物，0.3～1.0份；縛酸劑，0.1～0.5份；小分子不飽和羧酸，45～80份；不飽和聚醚類大單體，150～200份；熱裂解催化劑，0.2～0.5份；鏈轉移劑，0.1～0.3份；該炭黑改性聚羧酸系減水劑產物固含量40％，可提高水泥的凈漿流動度和抗壓強度，同時對泥土敏感度下降，更便于施工應用。

技術領域

本發明屬于水泥添加劑領域，特別涉及一種炭黑改性的聚羧酸減水劑及其制備方法和應用。

背景技術

減水劑是一種在保證水泥具有一定的流動度的前提下能有效降低摻和水用量的水泥添加劑。通過降低水的用量可以減少水泥固化后體系中的孔隙率，從而有效提高水泥固化物的強度性能。經過萘型減水劑、木質素系減水劑的發展，聚羧酸系減水劑以其性能優異、綠色環保、分子設計性高的特點逐漸成為了市場和研究的主流方向。聚羧酸系減水劑一般以不飽和羧酸類為主鏈骨架結構，聚醚或聚酯類大單體為側鏈，同時根據不同的性能要求引入其他功能性單體。當聚羧酸減水劑加入到水泥體系時，羧酸基團電離后吸附于水泥粒子表面，側鏈向水中展開，通過電荷間斥力和空間位阻效應達到分散水泥粒子、提高體系流動性的效果。傳統聚羧酸系減水劑雖然性能優異，但也存在著受溫度影響大、水泥漿體粘度高、對泥沙敏感等問題。引入炭黑作為改性材料，可以提高減水劑分子尺寸從而降低對泥沙的敏感性，同時又可以進一步提高減水劑對水泥粒子的分散作用。中國公開文本CN102464900A中公開了一種顏料分散體和水泥用黑色減水劑，該發明利用氨基硅烷化合物改性炭黑表面后將其與聚羧酸減水劑混合得到一種黑色減水劑，該產物對使得水泥坍落度有所提高，但沒有提及對減水率的影響。中國公開文本CN105985052A中公開了一種添加改性纖維素高效聚羧酸減水劑，利用氧化石墨烯改性聚羧酸減水劑，再與建筑磚粉、羥丙甲基纖維素、炭黑等成分混合后得到高效聚羧酸減水劑，該產物可提高水泥坍落度和抗壓強度，減水率一般。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種炭黑改性的聚羧酸減水劑。

本發明另一目的在于提供上述炭黑改性的聚羧酸減水劑的制備方法。

本發明再一目的在于提供上述炭黑改性的聚羧酸減水劑的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種炭黑改性的聚羧酸減水劑，其包括以下重量配比的A、B兩組分：

由以下組分組成的A組分(即表面改性炭黑)：

(1)炭黑粒子，質量份為10；

(2)含羥基的偶氮化合物，質量份為0.2～0.4；

(3)小分子酰氯化合物，質量份為0.3～1.0；

(4)縛酸劑，質量份為0.1～0.5；

由以下組分組成的B組分：

(5)小分子不飽和羧酸，質量份為45～80；

(6)不飽和聚醚類大單體，質量份為150～200；

(7)合成聚羧酸類高分子用的熱裂解催化劑，質量份為0.2～0.5；

(8)鏈轉移劑，質量份為0.1～0.3；

所述的炭黑粒子的粒徑范圍為10～50nm。

所述的含羥基的偶氮化合物為4,4'-二羥基偶氮苯、4'-羥基偶氮苯-2-羧酸、偶氮二羥基異丁腈中的一種。

所述的小分子酰氯化合物為二氯亞砜、草酰氯中的一種。

所述的縛酸劑為三乙胺、吡啶中的一種。