[發明專利]一種保坍早強型聚羧酸減水劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011233986.9
• 申請日: 2020-11-07
• 公開（公告）號: CN112341577A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 倪榮鳳;陳迪;羊中軍;蔣正武;吳其勝;宋波
• 申請（專利權）人: 江蘇博拓新型建筑材料股份有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F4/40;C08F2/38;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 殷星

本發明涉及一種保坍早強型聚羧酸減水劑及其制備方法與應用，本發明采用具有保坍或高減水性、早強性的聚醚大單體，在合成過程中引入極性很強的不飽和小單體，根據自由基聚合原理，在氧化?還原引發體系下作用，采用雙滴加方式，制備得到一種保坍早強型聚羧酸減水劑。本發明顯著提高了混凝土的早期強度，同時保坍型能突出，適應性好，不影響后期強度，又不含硫酸根離子和氯離子，可用于鋼筋混凝土和預制構件。本發明的保坍早強型聚羧酸減水劑減水率高、凝結時間短，生產工藝簡單易控制，最重要節能環保，無污染。

技術領域

本發明涉及混凝土外加劑領域，具體涉及一種保坍早強型聚羧酸減水劑及其制備方法與應用。

背景技術

近些年，我國城市基礎設施建設規模不斷擴大，房地產行業高速發展，作為最常用建筑材料之一的混凝土在許多工程中得以廣泛應用，且不同類型的工程對混凝土的各項性能有不同的要求。工業化建筑、裝配式預制件生產、搶修加固工程等的發展對混凝土的早期強度要求較普通工程高，這促進了早強型混凝土的發展。

過去實際工程中提高混凝土早期強度的方法主要包括：提高拌制混凝土中使用水泥的強度等級或適當增加水泥用量；提高使用骨料的質量；采用蒸汽或微波養護。增加水泥用量和提高水泥的強度等級，增加了建造成本且不利于節約資源，不能普遍采用，而蒸汽養護和微波養護既提高了成本也不環保，要解決早強混凝土問題還需要發展新的技術。

聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、新拌混凝土和易性好、混凝土收縮率低、綠色環保等特點，但普通的聚羧酸減水劑的緩凝作用會影響水泥的水化，使混凝土的早期強度發展緩慢。目前國內外對提高聚羧酸減水劑早強性能的研究主要集中在以下兩方面：①在聚羧酸減水劑中添加早強劑，使得減水劑具有早強功能，但若只添加單一早強組分，其性能具有缺陷，故往往將各類早強組分進行復配(無機/無機、有機/無機)，不僅早強效果突出，還能彌補單一早強組分的不足，起到取長補短和降低成本的作用；②通過設計聚羧酸減水劑的分子結構，合成具有早強性能的早強型聚羧酸減水劑。方法一：通過調整聚羧酸減水劑主側鏈長度、側鏈密度等手段來優化減水劑分子的結構參數，提高減水劑的早強性能；方法二：將具有早強功能的單體接枝在聚羧酸減水劑分子中，合成早強型聚羧酸減水劑。設計分子結構雖然能使早強效果更佳，但生產成本較高。

專利201610186337.5公開了醚類早強型聚羧酸減水劑及其制備方法,其將分子量為6000-8000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚與去離子水在常溫下混合溶解，再向其中加入催化劑，然后依次滴加由丙烯酸、磺酸鹽類不飽和單體、去離子水混合成的溶液A和由引發劑、鏈轉移劑、去離子水混合成的溶液B進行水性聚合反應，滴加完畢后進行攪拌,最后加入堿液進行中和，得到醚類早強型聚羧酸減水劑。該專利與本發明的主要區別在于其不具有保坍性。

中國專利CN102432776A報道了一種早強型聚按酸系減水劑的制備萬法，將異戊烯基聚氧化烯基醚、(甲基)丙烯酸、不飽和雙鍵的磺酸鹽、丙烯酰胺四種單體在分子量調節劑存在條件下,通過自由基引發進行水溶液共聚而得到。首先，該專利使用的聚醚原料局限于異戊烯基聚氧化烯基醚，為了保證聚合過程中,各種單體具有良好的共聚效率,在引發劑、引發方式選擇方面被限制于過硫酸鹽系引發劑和熱引發方式，生產工藝可調整性不強。其次，該專利優選使用的不飽和磺酸鹽為丙烯基磺酸鈉,該原料聚合活性較低，鏈轉移效應明顯，制得的聚羧酸減水劑分子量偏低,實際應用過程中容易出現保坍性能不足、綜合性能失衡的問題。最后，該專利使用的酰胺類基團能夠加快水泥水化,實現早期增強效果,但在堿性的水泥漿體中,酰胺基團將逐步水解,釋放出氨氣，環境污染較大。

發明內容

為滿足現有技術的需要，在顯著提高混凝土早期強度的同時保坍性能良好，還不影響其后期強度，本發明提供了一種保坍早強型聚羧酸減水劑及其制備方法與應用。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：