[發(fā)明專利]一種聚羧酸系減水劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910057894.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN109824835B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金瑞浩;徐偉;竹林賢;陳玉麗;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江吉盛化學(xué)建材有限公司
• 主分類號(hào): C08F283/06
• 分類號(hào): C08F283/06;C08F220/06;C08F230/02;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 楊文科

本發(fā)明涉及一種聚羧酸系減水劑及其制備方法，涉及建筑工程材料技術(shù)領(lǐng)域，所述聚羧酸系減水劑包含以下重量份原料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚300?450份、丙烯酸100?150份、丙烯酸磷酸酯40?60份，磷酸基鏈轉(zhuǎn)移劑1.0?5.0份、丙烯酸羥乙酯2?6份、引發(fā)劑0.5?2.0份、還原劑0.5?1.5份、巰基丙酸0.3?1.5份，水300?550份。其制備工藝包括以下步驟：1）反應(yīng)物在催化劑的作用下生成含有磷酸酯短支鏈大分子單體；2）依次加入A料和B料，接枝共聚生成聚羧酸；3）制備陽(yáng)離子聚電解質(zhì)；4）加入液堿，調(diào)節(jié)pH值，得到液態(tài)的聚羧酸系減水劑。本發(fā)明通過在大單體上引入磷酸酯短支鏈，與大單體長(zhǎng)支鏈相互交錯(cuò)，增大減水劑的適應(yīng)性、和易性，以適應(yīng)于砂石地材中粘土礦物含量較高的情況，提高保坍效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑工程材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚羧酸系減水劑及其制備方法。

背景技術(shù)

減水劑是一種在維持混凝土坍落度基本不變的條件下，能減少拌合用水量的混凝土外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，有木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善混凝土拌合的流動(dòng)性；或減少單位水泥用量,節(jié)約水泥。

聚羧酸系減水劑,作為繼脂肪族系、萘系和氨基磺酸鹽系減水劑之后推出的新型高性能減水劑，因其具有摻量低、減水率高、分子結(jié)構(gòu)可調(diào)性強(qiáng)以及綠色環(huán)保等優(yōu)良性能，被越來越廣泛地應(yīng)用到高速鐵路、橋梁、隧道、大壩等一系列混凝土工程中，但面對(duì)國(guó)內(nèi)復(fù)雜多變的水泥及混凝土材料，聚羧酸類減水劑往往體現(xiàn)不出其高性能的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)優(yōu)質(zhì)砂石資源減少，混凝土成分復(fù)雜性增加，尤其是在工民建工程中，大量含泥量高的砂石被直接用于混凝土拌合中，使得新拌水泥由于含泥量較高，而出現(xiàn)團(tuán)聚，分散性不好等現(xiàn)象，導(dǎo)致新拌混凝土的和易性、適應(yīng)性變差，坍落度損失加快，難以保證運(yùn)輸、泵送及施工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種聚羧酸系減水劑及其制備方法，通過在大單體上引入磷酸酯短支鏈，與大單體長(zhǎng)支鏈相互交錯(cuò)，增大減水劑的適應(yīng)性、和易性，以適應(yīng)于砂石地材中粘土礦物含量較高的情況，提高保坍效果。

本發(fā)明的上述發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種聚羧酸系減水劑，所述聚羧酸系減水劑包含以下重量份原料：甲基烯丙基聚氧乙烯醚300-450份、丙烯酸100-150份、丙烯酸磷酸酯40-60份、丙烯酸羥乙酯2-6份、引發(fā)劑0.5-2.0份、還原劑0.5-1.5份、巰基丙酸0.3-1.5份，水300-550份。

通過采用上述技術(shù)方案，水泥加水拌合以后，由于水泥顆粒分子引力的作用，會(huì)使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，使10-30％的拌合水被包裹在水泥顆粒中，不能參與自由流動(dòng)和潤(rùn)滑作用，從而影響了混凝土拌合物的流動(dòng)性。當(dāng)加入聚羧酸減水劑以后，由于聚羧酸減水劑分子能定向吸附于水泥顆粒的表面，使水泥顆粒表面帶上同一種電荷(一般為負(fù)電荷)，形成靜電排斥作用，使水泥顆粒相互分散，使水泥顆粒相互分散，破壞絮凝結(jié)構(gòu)，釋放出被包裹的水，參與流動(dòng)，從而有效地增加了混凝土拌合物的流動(dòng)性。

由于磷酸酯中磷酸根擁有兩個(gè)負(fù)電荷，在梳型聚合物主鏈上引入磷酸酯單體，利用磷酸酯與水泥粒子的更強(qiáng)烈的吸附作用與黏土產(chǎn)生更強(qiáng)烈的靜電排斥作用，以增大減水劑的抗泥性，以適應(yīng)于砂石地材中粘土礦物含量較高的情況，提高保坍效果。

水泥漿體堿性條件能夠使梳型聚合物中的酯鍵發(fā)生水解，生成游離的磷酸根離子和HO-X-OH，其中游離的磷酸根離子與水泥粒外表面的礦物質(zhì)或水化物作用生成致密的磷酸鹽層，阻止水分子進(jìn)入其內(nèi)部，約束水泥正常水化，使其水化速度減緩，起到保坍的效果。同時(shí)游離的磷酸根離子與釋放的-COOH相互協(xié)同作用對(duì)水泥有擴(kuò)散作用。且HO-X-OH對(duì)水泥水化也有一定的延緩作用，者共同作用使聚羧酸減水劑有更加良好的性能。

由于磷酸酯親水基極性非常強(qiáng)，吸附在水泥顆粒表面的聚羧酸減水劑能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，這層水膜具有很好的潤(rùn)滑作用，能有效降低水泥顆粒間的滑動(dòng)阻力，從而進(jìn)一步提高混凝土的流動(dòng)性。