[發明專利]一種粉末狀減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811599598.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111362615B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 劉金芝;冉千平;楊勇;黃振;李申桐;毛永琳
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;博特建材（天津）有限公司;南京博特新材料有限公司
• 主分類號: C04B24/32
• 分類號: C04B24/32;C08F283/06;C08F216/14;C08F222/02;C08F220/06;C04B103/30
• 代理公司: 南京材智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 杜甜甜

本發明公開了一種粉末狀減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法。本發明所述粉末狀減縮型聚羧酸減水劑是通過在接枝共聚物中引入疏水改性的聚醚鏈、剛性基團及酯鍵橋接的小分子醇制得減縮型聚羧酸減水劑母液，之后引入鈣鎂類膨脹劑作為隔離劑對母液進行噴霧干燥制得。本發明制備成的粉劑摻量低，分散性能好，減縮效果優異，實現了減水和減縮的統一，同時粉劑流動性佳，不結塊，儲存穩定性好，適用于各種干粉砂漿。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，特別涉及一種粉末狀減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法。

技術背景

聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、混凝土收縮率低、分子結構可調性強、生產工藝清潔化，不影響后期強度等優點，且隨著聚羧酸減水劑應用技術的成熟，聚羧酸減水劑被廣泛應用于高速鐵路、公路、水電、核電、大型橋梁等工程中，并產生了巨大的經濟和社會效益。隨著外加劑技術的發展以及砂石集料材料的變化，高性能混凝土由原來的高水膠比和高水泥用量，變成了低水膠比和高礦物摻合料，其漿體粘稠，水分遷移困難，內部結構密實，大大增加了混凝土的收縮和開裂風險，混凝土產生裂縫與材料的配合比，工程結構實際施工以及后期的養護條件有很大的影響，因此如何減小混凝土的收縮，提高混凝土的抗裂性成為研究的重點。目前認為減縮劑有良好的減縮和抗裂作用，是控制水泥基材料裂縫控制的最有效的措施之一。減縮劑不受施工養護條件的影響，被廣泛應用于路面、橋梁、導流墻、地鐵管片等，但是目前的減縮劑主要是水劑，無法應用到干混砂漿中，限制了減縮劑產品的推廣和應用。

減縮劑能夠顯著減少混凝土早期收縮，主要是通過降低孔溶液中的表面張力而較少毛細孔失水時產生的收縮應力。自從禁止砂漿現場攪拌后，干粉砂漿得到了廣泛的應用，而粉末狀聚羧酸外加劑是干粉砂漿重要的添加劑之一，粉末狀減縮型聚羧酸減水劑的加入能夠減少水分快速蒸發產生的毛細孔收縮應力，降低收縮開裂，提高砂漿的抗裂性和耐久性。

早期日本和美國報道的一些減縮劑主要以小分子的醇類、醚類、醇胺類為主，這類減縮劑摻量高，沒有減水，且會降低水泥基材料后期的強度，由于大多數樣品常溫下為液體或者膏狀，很難將其制備成固體或粉末，限制了其在干混砂漿中使用。

專利ZL201510953253.5公開了一種采用小分子醇類或者聚氧乙烯醇類的液體減縮劑與改性助劑和隔離材料通過噴霧干燥法制備的粉狀減縮劑，其制備方法是將液體減縮化合物和隔離材料均勻混合，經強力攪拌后制成待噴霧減縮化合物乳液混合物，然后噴霧干燥。這種方法乳液的粘度較大，如果使用壓力噴霧器輸送液體較困難，離心式的噴霧器霧化也難度較大，制備成的粉劑成粉難度大，容易粘結結塊，小分子類的減縮劑摻量大，幾乎沒有分散性能，且降低水泥基材料的后期強度。

因此本發明開發了一種高分子聚合物的減縮劑，制備成了減縮型聚羧酸減水劑，可廣泛應用于各種干混砂漿。

發明內容

針對傳統低分子減縮劑摻量大，幾乎沒有分散性能，影響混凝土強度且難以采用傳統工藝制成粉劑的問題，本發明提供了一種粉末狀減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法，該粉劑樣品摻量低，分散性能好，減縮效果優異，實現了減水和減縮的統一，粉劑流動性佳，不結塊，儲存穩定性好，適用于各種干粉砂漿。

研究發現，疏水改性聚醚鏈的引入能夠有效降低孔溶液的表面張力和堿性離子的濃度，而將小分子減縮劑通過酯鍵橋接到聚合物上，在水泥堿性環境中，小分子減縮劑可以脫落下來進一步發揮減縮效果，進而降低孔溶液的表面張力，提高聚合物的減縮性能。另外將接枝共聚物中主鏈引入剛性基團(如苯環)后，聚合物的軟化點變高，使聚合物易于成粉，不會粘壁與結塊。而采用氧化鎂或氧化鈣類膨脹劑作為隔離劑，既能夠促進粉劑的成粉，減少結塊，又能夠通過膨脹組分的水化膨脹來補償產生的收縮應力，使混凝土的收縮性能進一步提升。

基于上述核心技術點，本發明提供一種粉末狀減縮型聚羧酸減水劑，所述減水劑通過引入疏水型改性聚醚鏈、酯鍵橋接的小分子醇來改善孔溶液的表面張力，引入剛性基團提高聚合物的軟化點，及在噴霧過程中引入鈣或鎂的膨脹劑作為隔離劑，使其易于成粉并具有減縮和減水雙重效果，最終制得粉末狀減縮型聚羧酸減水劑。