[發(fā)明專利]一種適用于低溫施工的水泥基材料分散劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611246994.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN107337782B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒鑫;冉千平;楊勇;黃振;張建綱;毛永琳;嚴(yán)涵;李申桐;曹攀攀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;南京博特新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G61/12
• 分類號(hào): C08G61/12;C04B24/16;C04B103/40
• 代理公司: 南京材智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

本發(fā)明公開了一種適用于低溫施工的水泥基材料分散劑及其制備方法。所述的水泥基材料分散劑是梳形結(jié)構(gòu)的水泥分散劑，其主鏈為取代基取代的聚噻吩共軛環(huán)鏈，側(cè)鏈為乙氧基和/或異丙氧基團(tuán)為重復(fù)單元組成的水溶性聚醚長鏈；所述水泥基材料分散劑的重均分子量為8000?100000。本發(fā)明所述水泥基材料分散劑，在低溫條件下（5^oC），例如冬季施工，達(dá)到施工所需流動(dòng)度的分散劑摻量較傳統(tǒng)聚合物外加劑摻量可以降低10?25%，攪拌時(shí)間明顯縮短，且可以有效防止后期混凝土泌水離析造成的工作性變差的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于水泥基材料分散劑領(lǐng)域，具體涉及一種適用于低溫施工的水泥基材料分散劑及其制備方法。

背景技術(shù)

用在此處的術(shù)語“混凝土”通常不加選擇地表示混凝土、砂漿或注漿等混凝土，這在本文的其他地方也適用。

高性能減水劑(聚羧酸減水劑)自發(fā)明以來，得到了廣泛應(yīng)用于巨大的發(fā)展，它已成為混凝土中必不可少的組分。一般地，聚羧酸減水劑為一種梳型結(jié)構(gòu)，一般由乙烯基單體通過自由基聚合制備，其主鏈(一般為-CH₂-CH₂-結(jié)構(gòu)或官能團(tuán)取代的-CH₁-CH₂-結(jié)構(gòu))上連接有帶電官能團(tuán)(如羧基、磺酸基和磷酸基等)，而相應(yīng)側(cè)鏈多為水溶性的聚乙二醇鏈，在混凝土中，通過帶電官能團(tuán)與水泥顆粒表面的靜電相互作用吸附于其上，而相應(yīng)長側(cè)鏈則通過空間位阻(排斥作用)阻止水泥顆粒相互靠近而團(tuán)聚，釋放被包裹的水分，改善混凝土工作性，降低水灰比。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)(綠色建筑，2011(1)，54)，溫度對(duì)減水劑的使用存在巨大影響，隨著溫度的降低，減水劑分散能力下降十分明顯。對(duì)于施工而言，冬季溫度較低的條件下(5℃)，普通聚羧酸減水劑攪拌過程中吸附慢，因而分散速度慢，達(dá)到混凝土所需工作性攪拌時(shí)間長，因而會(huì)降低生產(chǎn)效率；而為了達(dá)到預(yù)期的初始流動(dòng)度，減水劑摻量需要大幅增加，這通常會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的混凝土后期流動(dòng)度反增長，混凝土往往會(huì)泌水離析，對(duì)長時(shí)間運(yùn)輸、泵送施工等造成較大困難。

減水劑的減水性能取決于其空間位阻大小，這與它的吸附量和分子大小密切相關(guān)。減水劑在低溫條件下分散能力差的原因在于其過低的吸附量。減水劑的吸附進(jìn)程是一個(gè)溫度相關(guān)的過程(Cem.Concr.Res.2010,40,699)，溫度低其初期吸附速度較慢，大量聚羧酸分子殘留于混凝土漿體溶液中并未參與吸附，混凝土拌合后放置時(shí)，這部分分子逐步吸附引起后期流動(dòng)度增長顯著，發(fā)生泌水離析，十分不利于施工。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)聚羧酸水泥分散劑在冬季的分散性能降低，若提升摻量以提升分散效果，則容易使混凝土后期流動(dòng)度反增長，導(dǎo)致混凝土泌水離析的問題，本發(fā)明提供了一種適用于低溫施工的水泥基材料分散劑及其制備方法。

本發(fā)明所述的適用于低溫施工的水泥基材料分散劑是梳形結(jié)構(gòu)的水泥分散劑，其主鏈為聚噻吩或取代基取代的聚噻吩共軛環(huán)鏈，側(cè)鏈為乙氧基和/或異丙氧基團(tuán)為重復(fù)單元組成的水溶性聚醚長鏈；所述水泥基材料分散劑的重均分子量為8000-100000。

由于聚合物主鏈都是共軛環(huán)結(jié)構(gòu)，因此，鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生自由旋轉(zhuǎn)的程度被降到最低，在混凝土強(qiáng)堿高鹽的溶液環(huán)境中，主鏈難以收縮，同時(shí)疏水性的聚合物主鏈傾向于處于整個(gè)聚合物分子內(nèi)，而將吸附基團(tuán)全部露在梳形分子外側(cè)，成為“有效”吸附官能團(tuán)。

在低溫條件下，其吸附速度較傳統(tǒng)聚羧酸分散劑明顯加快，同時(shí)經(jīng)時(shí)吸附量更高，在攪拌較短時(shí)間即可達(dá)到所需流動(dòng)性，同時(shí)摻量較低，這使得其溶液殘留量明顯降低，有效降低了后期外加劑逐步吸附造成的泌水離析。

另一方面，全剛性共軛芳香環(huán)結(jié)構(gòu)在電解質(zhì)溶液中易產(chǎn)生非極性相互作用(疏水締合或pi-pi堆積)，靜止?fàn)顟B(tài)下有效增加混凝土屈服應(yīng)力，進(jìn)一步提高漿體包裹性，改善和易性，在施工(人工拌合、泵送)過程中，分散劑分子之間的取向隨意，因而非極性相互作用被破壞，使得混凝土運(yùn)動(dòng)粘度較低，施工十分容易。