[發(fā)明專利]一種茶皂素改性復合型減水劑及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110905307.6
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113336902B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 蔣文昌;馬清浩
• 申請（專利權）人: 北京慕湖外加劑有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C04B24/26;C08F2/38;C04B103/30
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發(fā)明公開了一種茶皂素改性復合型減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑技術領域，所述減水劑通過可逆加成?斷裂鏈轉移聚合法制備，所用原料包括茶皂素單體、丙烯酸及其衍生物、烯基聚醚大單體、鏈轉移劑、引發(fā)劑、溶劑。本發(fā)明通過在聚合物分子主鏈上引入茶皂素結構，使聚合物具有茶皂素分子的高引氣和強穩(wěn)泡性能，將其與聚羧酸復合，使聚羧酸的減水效果更好，而且還提高了混凝土的強度和流動性。本發(fā)明中產品制備方法簡單、結構可控，成本低廉，產品性能可根據實際產業(yè)需要通過茶皂素特性和使用量進行靈活調控。

技術領域

本發(fā)明涉及混凝土領域，尤其是一種茶皂素改性復合型減水劑及其制備方法和應用。

背景技術

混凝土的各種收縮引起的開裂問題一直是混凝土結構工程界的世界性問題，是控制的重點和難點，嚴重的收縮開裂會對建筑物的安全性和使用壽命產生很大的負面影響?；炷涟l(fā)展的一大趨勢是高性能和高強度，這些一般都要通過加入減水劑以降低水灰比實現，減水劑已成為混凝土必不可少的組分。但加入減水劑又會增大混凝土的干燥收縮，因此高性能減水劑的開發(fā)成為混凝土外加劑的一個研發(fā)重點。目前，聚羧酸減水劑是水泥基材料中很常用的一種減水劑，聚羧酸減水劑具有梳型結構，基于其分子結構的可設計性，可引入一些功能單體和結構，賦予聚羧酸減水劑更多新的功能，如提高聚羧酸減水劑的保坍性能、引氣性能、減縮性能、緩釋性能等。目前，實際工程比較關注摻聚羧酸減水劑后混凝土的工作性能和力學性能，而忽略了混凝土的長期及耐久性能。有眾多研究表明，在混凝土內部適量引入微小、均勻、封閉、穩(wěn)定的氣泡可以改善混凝土的硬化孔結構，大大提高混凝土的耐久性能。傳統(tǒng)的引氣方式是在混凝土攪拌過程中加入引氣劑，或采用具有引氣功能的普通木質素磺酸鹽減水劑，但是這兩種方式在實際工程中的使用效果均存在一定的不足。在外加劑中復配引氣劑，尤其是共享類、皂苷類引氣劑，容易出現引氣劑與其他外加劑體系的不相容問題，出現外加劑分層現象，影響外加劑的使用效能。使用目前常規(guī)的減水劑，由于其減水效果差，為了滿足工程混凝土的工作性能而使用大摻量木質素磺酸鹽減水劑，又容易導致混凝土的過度緩凝，影響混凝土的施工進度和工程質量。而采用聚醚類減水劑，部分單體在水中溶解渡較低或不溶，聚合過程中油溶性功能單體難以完全聚合也易出現漂浮分層問題，影響產品性能和混凝土性能。

專利CN111116844公開了一種引氣型聚羧酸減水劑及其制備方法，該減水劑包括以下原料：20-40份聚醚大單體、5-20份乙烯基小單體、1-10份茶皂素、0.1-0.5份催化劑、1-6份引發(fā)劑，其余為水。該發(fā)明提供的一種引氣型聚羧酸減水劑是通過酯化反應先將茶皂素分子與乙烯基小單體反應形成含有茶皂素的活性中間體，再將其和聚羧酸分子通過自由基聚合聚合成為一個整體的聚合物，目的是使產品既發(fā)揮聚羧酸減水劑高分散性能，又保留茶皂素分子的高引氣和強穩(wěn)泡性能。但是，該發(fā)明中是通過茶皂素分子上的羥基和烯基小單體的羧基或酯基進行酯化反應，而茶皂素分子上的羥基有很多個位點，會在茶皂素上鍵接上很多烯基小單體，致使其在和聚醚單體反應時容易形成交聯(lián)結構，反而使其容易團聚，減弱聚羧酸的分散性、也會影響茶皂素分子的引氣和穩(wěn)泡性能。所述茶皂素的結構式如下

。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述問題，提供一種茶皂素改性復合型混凝土減水劑及其制備方法，主要是利用茶皂素上唯一的一個雙鍵，將其通過活性可控自由基聚合，和丙烯酸類單體、烯基聚醚類單體進行直接的自由基聚合，形成主鏈上含有茶皂素結構的改性聚羧酸減水劑。通過在聚合物分子主鏈上引入茶皂素，可使產品具有茶皂素分子的高引氣和強穩(wěn)泡性能，從而更好的促進了聚羧酸減水劑的減水性能。而且通過活性自由基聚合可以精確調控分子主鏈結構，通過引入不同功能的單體、調控不同單體含量，來進一步調控聚合物結構，可得到一系列不同目標性能的減水劑。同時，這種茶皂素改性復合型聚羧酸減水劑還避免了引氣劑與減水劑間相容性和分層問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供一種茶皂素改性復合型減水劑，其主要特征在于：通過活性自由基聚合制備減水劑用聚合物，所述聚合物用原料包括茶皂素單體、丙烯酸及其衍生物單體、烯基聚醚類單體、鏈轉移劑、引發(fā)劑和溶劑。