[發明專利]一種抗裂減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110144515.9
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112795022B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 盧通;錢珊珊;王學川;趙旭;彭藎影;屈浩杰;于鵬程;鄭春揚
• 申請（專利權）人: 江蘇奧萊特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C04B24/32;C04B103/30
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

本發明公開了一種抗裂減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法，其重均分子量(M_w)為10000～100000，結構式為本發明制備方法為：(1)以沒食子酸為原料在結構上引入不飽和雙鍵結構制備出沒食子酸衍生物不飽和小單體，再將其與含羰基不飽和酸及其衍生物單體進行自由基共聚反應得到減水劑預聚產物；(2)在預聚產物的沒食子酸衍生物上引入親水性聚醚側鏈，制備出性能優異的減縮型聚羧酸減水劑。本發明制備得到的抗裂減縮型聚羧酸減水劑穩定性好，適應各種極端天氣條件下的儲存；在混凝土中分散效果好，減縮效果優異，對由各類收縮引起的開裂情況有非常明顯的控制和減緩作用。

技術領域

本發明涉及混凝土用聚羧酸減水劑領域，尤其涉及一種抗裂減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

聚羧酸減水劑現已廣泛應用于鐵路、橋梁和房屋等工程，在這些基礎建設方面，市場對外加劑的要求也越來越高。然而，由于不可避免的因素作用，混凝土在早期硬化和后期使用過程中易出現開裂的現象，導致其耐久性受到影響。目前，市場上也出現了一系列的防護手段來應對混凝土的開裂現象，如改善膠材組分、摻膨脹劑、摻合成纖維以及針對特定環境制定特定養護技術。然而，從綜合來看，內摻混凝土減縮劑是一種最簡單和最為有效的手段。

混凝土收縮不僅會造成開裂、顯著降低強度，還會使得混凝土加快碳化和鋼筋腐蝕的速度。基于此，外加混凝土減縮劑，通過降低毛細孔表面張力而減少水分蒸發，可以顯著減少混凝土在硬化中由于自收縮、干燥收縮和塑性收縮等引起的開裂現象，提高混凝土的耐久性。

以日本和美國為代表在早期報道過一些醇類、醚類和醇胺類等的減縮劑，此類減縮劑無減水作用，且所需摻量高，對后期強度還會產生降低的副作用，這也就限制了它們的使用。對于國內的研究，專利CN103724567A公開了一種減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法，其制備方法為酯化后進行自由基聚合，所得到的減水劑可以顯著降低水泥漿空隙內部溶液的表面張力，然而其所用酯化反應需長時間高溫進行，這也極大地降低了工業化生產的可行性；專利CN107540795A公開了一種利用烯基聚醚大單體、丙烯酸、馬來酸單烷基酯和馬來酸聚氧乙烯/聚氧丙烯聚二甲基硅氧烷酯通過自由基聚合制備的減縮型減水劑及其合成方法，其所合成的減縮型減水劑對混凝土的分散與保坍性能影響較小，但28天收縮率比相對基準降低較小，缺乏市場競爭力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗裂減縮型聚羧酸減水劑。

本發明的另一目的在于提供上述減水劑的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種抗裂減縮型聚羧酸減水劑，重均分子量(M_w)為10000～100000，且該抗裂減縮型聚羧酸減水劑具有如下結構：

其中，P為O，N或NH原子；R₁為H、堿金屬離子、脂肪族基團、脂環族基團、苯基或苯基衍生物中的一種或幾種的組合；R₂為H、脂肪族基團、脂環族基團、苯基、苯基衍生物中的一種或幾種的組合；聚合度n和m各自獨立地為1～100；聚合度r為10～200。

本發明進一步提出了上述抗裂減縮型聚羧酸減水劑制備方法，其具體步驟如下：

1)抗裂減縮型減水劑預聚產物的制備：將沒食子酸上酚羥基用乙酸酐進行保護，此過程在濃硫酸催化條件下50℃攪拌反應3h，水洗，然后用氯丙烯(或溴丙烯)在室溫條件下與其反應24h，得到沒食子酸衍生物不飽和小單體；將所得小單體與含羰基不飽和酸及其衍生物單體在溶劑中與引發劑、還原劑和鏈轉移劑共同作用，10～50℃進行氧化-還原自由基聚合反應，3～5小時制得預聚產物；其中，含羰基不飽和酸及其衍生物單體、沒食子酸衍生物不飽和小單體、引發劑、還原劑與鏈轉移劑的摩爾比為：(1.5～5):0.3:(0.01～0.2):(0.01～0.15):(0.01～0.15)；