[發明專利]一種耐鹽堿緩釋吸水樹脂及應用

有效

• 申請號: 202110206077.4
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113105578B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張小影;金祖權;于泳;高源
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/58;C08F222/38;C08F220/04;C08F2/32;C04B24/26
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發明涉及一種耐鹽堿緩釋吸水樹脂及應用，由丙烯酰胺基辛烷基磺酸鈉和丙烯酸類化合物共聚而成。本發明的吸水樹脂球形顆粒以干摻或者預吸水方式摻入混凝土中，顆粒直徑大小不超過300微米，可以有目的地控制混凝土中水的吸收和釋放過程，能降低前期水化熱降低混凝土自收縮、減少早期開裂；保持混凝土內部高濕度、降低塑性收縮、增強水化和強度發展；增強混凝土界面區微結構等。

技術領域

本發明涉及混凝土內養護劑技術領域，尤其涉及一種耐鹽堿緩釋吸水樹脂及應用。

背景技術

隨超高層建筑和大跨徑橋梁的日益增多，高強混凝土的工程應用日趨廣泛。高強混凝土配合比特點之一是水膠比較低，常小于0.40。根據T.C Powers水泥水化模型，水膠比低于0.42時，混凝土內水分無法滿足水泥完全水化需求。在此條件下，隨著水泥水化反應持續進行，導致高強混凝土內部濕度逐漸降低，產生自干燥效應而生成內應力，其逐漸累積可引起結構開裂。因此，濕養護對抑制高強混凝土收縮尤為重要。目前常用的養護技術主要為外養護。由于高強混凝土水膠比低且摻加活性摻合料(如磨細礦渣粉、硅灰等細顆粒)，具有低滲透性特點，導致外養護水難以進入混凝土內部，養護作用效果不佳。

高吸水樹脂(SAP)是一種新型功能性高分子材料，它具有大量的親水性基團，如羧基、羥基等，同時它還具有穩定的三維網絡結構，這使得SAP可以吸收并儲存大量水。由于其良好的吸水保水性能，將其加入混凝土中，會在前期吸水保水，養護過程中釋水，使后期內部水化更加充分，減小混凝土的自收縮。現有SAP內養護材料絕大部分為聚丙烯酸、聚丙烯酰胺類和聚丙烯腈類，其吸水倍率、儲水穩定性和釋水行為極易受外部溶液性質尤其是pH值、離子價態的影響，與混凝土堿性環境并不匹配。SAP內養護材料處于高pH、復雜離子、多離子價態的堿性環境，需要其具備堿性環境中高吸水、吸水后穩定并能在適當時機和地點釋水的能力。要實現混凝土內養護，必須從混凝土堿性環境出發，科學設計組成和結構，合成出新型、適用的內養護材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種磺酸基陰離子改性耐鹽堿緩釋吸水樹脂混凝土內養護劑及其制備方法，通過引入一種新的磺酸基陰離子表面活性單體丙烯酰胺基辛烷基磺酸鈉，它含有非離子的酰胺基團和強親水的磺酸基團，通過多種親水基團的協同作用，提高SAP內養護劑耐鹽堿和緩釋水的能力。

采用本發明提供的制備方法，可有效提高吸水樹脂內養護劑的耐鹽堿性能，增強其在混凝土材料中的緩釋水功能，從而使其更具有保護時效，達到更高效的內養護作用。

本發明提供了一種磺酸基陰離子改性耐鹽堿緩釋吸水樹脂混凝土內養護劑及其制備方法，所述改性樹脂采用反相懸浮聚合法，水浴反應溫度60-85℃，以有機溶劑作為分散相，以單體質量0.01％-0.8％的N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯劑，以單體質量0.1％-1.2％的過硫酸鹽為引發劑，由質量百分比為50％-99％的丙烯酸化合物單體和質量百分比為1％-50％的丙烯酰胺基辛烷基磺酸鈉共聚而成的球形顆粒。

制備方法包括以下步驟：

(1)在冰水浴條件下，將丙烯酸類化合物單體加入到濃度為6molL^-1的氫氧化鈉溶液中進行中和反應；

(2)中和反應結束后，向步驟(1)的溶液中依次加入單體丙烯酰胺基辛烷基磺酸鈉、交聯劑和引發劑攪拌至溶解；

(3)在三口燒瓶中加入有機溶劑、分散劑，并通氮氣除氧，水浴鍋溫度設定為60-85℃；

(4)將步驟(1)的溶液緩慢加入步驟(2)中的三口燒瓶中，設置水浴反應溫度，反應1-4小時；

(5)反應結束后，停止加熱，將水浴鍋撤出，繼續攪拌至室溫。

(6)停止攪拌后，將燒瓶中制備的試樣過濾，用無水乙醇泡洗3次后，放入烘箱，設定烘箱溫度105℃，烘10小時至干燥。

(7)將干燥后的吸水樹脂，在球磨機中粉磨成球狀顆粒。