[發明專利]一種降粘型聚羧酸減水劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010345179.X
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN113354765A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 代柱端;陳健;董耀武;周曉陽
• 申請（專利權）人: 武漢優城科技有限公司
• 主分類號: C08F216/14
• 分類號: C08F216/14;C08F220/06;C08F230/02;C08F220/38;C08F228/02;C08F220/18;C08F4/40;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發明公開了一種降粘型聚羧酸減水劑及其制備方法，所述聚羧酸減水劑由不飽和乙烯基醚、不飽和羧酸單體及其衍生物、不飽和膦酸單體和不飽和磺酸單體通過自由基聚合而成。本發明采用具有長鏈烷基的不飽和乙烯基醚作為聚羧酸減水劑的制備原料，使聚羧酸減水劑側鏈的HLB值減小，同時增強了側鏈的剛性，不僅降低了側鏈對水分子的吸附作用，同時可使側鏈在水泥孔溶液中更為舒展，降低了側鏈對水分子的包覆作用，從而減少聚羧酸結構對自由水的消耗，在低水膠比的高強混凝土中具有優異的降粘性能，并且該降粘型聚羧酸減水劑的制備方法簡單快速，適合大規模生產。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑領域，具體涉及一種降粘型聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

目前混凝土技術正逐步向高強和超高強的方向邁進，這使得混凝土的粘度逐漸增大，導致泵送阻力成倍增加，施工難度加大。因此制備得到一種既能滿足高強混凝土減水和保坍性能，又能在一定程度上降低高強混凝土粘度的聚羧酸減水劑顯得尤為迫切。

目前國內外學者對聚羧酸減水劑的降粘技術看法不一，但對聚羧酸減水劑與水泥基材料的相互作用機理已達到統一。水泥加水拌合后，水泥漿體絮凝結構包裹10％～30％的拌合水，使其不能參與自由流動和潤滑作用，而聚羧酸減水劑通過吸附在水泥顆粒表面，長側鏈在孔溶液中形成空間位阻，使水泥顆粒分散開。而另一方面聚羧酸分子結構中的親水基極性很強，側鏈上的乙氧基能與水分子形成一層穩定的溶劑化水膜，而這層水膜會降低水泥孔溶液的自由水。此外，聚羧酸分子在水泥孔溶液中通常為蜷縮構象，分子側鏈舒展度較小，也會使部分水被包覆。

中國專利CN109053974A公開了一種降粘型聚羧酸減水劑的制備方法，將不飽和二元酸單體或其衍生物單體和富馬酸二乙醇酰胺磷酸酯與異戊烯醇聚氧乙烯醚進行共聚反應，其中不飽和二元酸單體或其衍生物單體引入的兩個羧基以及富馬酸二乙醇酰胺磷酸酯分子結構中含有的乙醇基、酰胺基、磷酸基等極性基團均能增加異戊烯醇聚氧乙烯醚分子鏈上的極性親水基團的比例，以增加減水劑的親水親油平衡值，從而提高減水劑的降粘效果。然而在低水膠比的高強混凝土中，由于用水量本身較低，采用上述親水性增強的聚羧酸減水劑，會增加聚羧酸分子對水分子的吸附和包覆作用，從而會降低孔溶液中自由水量，使混凝土的粘度提高。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，通過在原料中加入不飽和乙烯基醚替代傳統的聚氧乙烯醚，得到一種具有低親水性和強剛性側鏈的聚羧酸減水劑，降低了聚羧酸對水分子的包覆和吸附能力，從而有效解決了高標號混凝土的高粘度問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種降粘型聚羧酸減水劑，所述降粘型聚羧酸減水劑由不飽和乙烯基醚、不飽和羧酸單體及其衍生物、不飽和膦酸單體和不飽和磺酸單體通過自由基聚合而成，其中所述不飽和乙烯基醚的結構式為：其中R₁為C_1-2亞烷基，R₂為C_30-60亞烷基。

制備原料中加入不飽和乙烯基醚替代傳統的聚氧乙烯醚，由于不飽和乙烯基醚中含有不飽和雙鍵，因此最終制得聚羧酸減水劑的側鏈剛性增強，使側鏈在水泥孔溶液中更為舒展，從而降低了側鏈對水分子的包覆作用；同時由于不飽和乙烯基醚中R₂有較多疏水性的烷基，因此最終制得的聚羧酸減水劑側鏈的親水親油平衡值(HLB值)降低，即聚羧酸減水劑的親水性降低，從而降低了減水劑對水分子的吸附作用。因而本申請制備得到的聚羧酸減水劑可以通過降低對水分子的包覆和吸附作用，減少對自由水的消耗，使其在低水膠比的高強混凝土中具有優異的降粘性能。

優選地，所述不飽和羧酸單體及其衍生物為不飽和羧酸、不飽和羧酸酐和不飽和羧酸酯中的一種或多種。不飽和羧酸單體及其衍生物可為聚羧酸減水劑提供良好的減水和保坍性能。

優選地，所述不飽和羧酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、3-α丁烯酸和巴豆酸中的一種或多種。