[發明專利]一種緩釋抗泥型聚羧酸減水劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111424758.4
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114014996A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 文軒;汪源;李偉鵬;胡志豪
• 申請（專利權）人: 武漢三源特種建材有限責任公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F226/04;C08F220/18;C08F220/34;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明提供了一種緩釋抗泥型聚羧酸減水劑及其制備方法和應用，屬于混凝土外加劑技術領域。所述緩釋抗泥型聚羧酸減水劑包括以下重量份的原料：4?羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚350～380份，丙烯酸51～60份，陽離子單體8～12份，不飽和酯類35～45份。本發明通過先向聚醚單體溶液中加入氧化劑；再同時滴加由還原劑、鏈轉移劑加入水中配制的料液B和由陽離子單體、不飽和酯類、丙烯酸加入水中配制的料液C，且保證料液C先于料液B滴完；最后保溫反應得到所述緩釋抗泥型聚羧酸減水劑。本發明制備的緩釋抗泥型聚羧酸減水劑同時具有良好的抗泥性和保坍性。

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種緩釋抗泥型聚羧酸減水劑及其制備方法和應用。

背景技術

聚羧酸減水劑作為繼木質磺酸鹽、萘系減水劑后，第三代高效混凝土添加劑，具有操作簡單、易于施工、環保可靠的特點。聚羧酸減水劑的合成過程中，聚醚大單體發揮著重要功能，從早期的烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)、聚乙二醇單甲醚(MPEG)到現在廣泛使用的異丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、異戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)，隨著聚醚大單體生產工藝不斷改進，新型單體反應活性不斷提高。近年來出現的六碳型聚醚單體乙二醇單乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)、4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)逐漸成為人們研究的熱點之一。近年來，隨著優質砂石的不斷消耗，劣質砂石使用量逐漸增多，而劣質砂石中含泥量較多。由于聚羧酸減水劑中聚乙二醇(PEG)側鏈易于插入到泥土層之間，導致聚羧酸減水劑失效，抑制了聚羧酸減水劑的減水保坍效果。因此，如何提高聚羧酸減水劑的抗泥性能成為目前研究的熱點。

目前對抗泥型聚羧酸減水劑的研究主要有以下五個方面：(1)合成具有微交聯側鏈結構的減水劑，通過提高空間位阻來降低泥土對減水劑的吸附，改善了減水劑的分散性和保坍性；(2)在聚羧酸減水劑側鏈中引入剛性基團，提升側鏈的剛性，使減水劑分子在保持足夠空間位阻的同時，大體積側鏈難以伸展進度泥土層間形成插層吸附，進而保證較高的減水率和保坍性；(3)對聚羧酸減水劑長側鏈末端進行電荷改性，通過電荷排斥降低長側鏈的纏結作用，端部帶有負電荷的長側鏈也會對帶有電負性的泥土起到排斥作用，降低了泥土對減水劑的吸附消耗；(4)改變聚羧酸減水劑的側鏈長度，通過增大減水劑分子的側鏈長度來有效增大其空間位阻，使其在結構上更難對泥土的片層結構形成插層吸附，減少泥土對聚羧酸減水劑吸附消耗，獲得對水泥顆粒更高的分散性；(5)引入各種具有抗泥作用的帶電官能團改性聚羧酸減水劑，通過引入不同功能和電荷量的官能團，讓減水劑達到抗泥保坍的效果。

中國專利申請CN104986984A中公開了一種聚羧酸減水劑的生產工藝，將2500-2800份甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(VPEG-2400)作為A料；將120-150份丙烯酸、450-550份丙烯酸羥乙酯、280-360份去離子水配制成B料；將3-8份維生素C、15-25份3-巰基丙酸、950-1100份去離子水配制C料；將15-25份體積濃度為27.5％的雙氧水、20-180份去離子水配制成D料。向反應釜中加入1400-1800份去離子水，攪拌，將A料投入反應釜中，物料溫度保持在58-60℃保溫30min；將D料升溫至58-60℃保溫30min后一次性加入反應釜中；D料加完后5min，開始滴加C料，C料在3.5-4小時內勻速滴完；C料滴加完后5min開始滴加B料，B料在2.5-3小時內勻速滴完；B、C料滴加過程中保持反應釜內溫度在60-62℃。C料滴加完后，在58-62℃下保溫1小時；保溫結束后將物料降溫至40℃以下，再加去離子水1900份，攪拌下均勻緩慢地加入純液堿140-190份。取樣檢測合格后，物料放至特定儲存罐內，即為聚羧酸減水劑。該專利申請中使用六碳型聚醚大單體作為原料，其反應活性遠大于現階段常用的TPEG、MPEG，一方面是由于六碳聚醚大單體中的氧原子直接與雙鍵相連，這使得雙鍵的電子云環境發生偏移；另一方面，六碳聚醚大單體為取代結構，減少了側鏈的空間阻力，側鏈的擺動自由度增加，提高了側鏈的包裹性和纏繞性。但是，該專利申請中使用的丙烯酸羥乙酯在水泥水化過程中水解速度較快，在水泥水化兩小時后即完全水解，使得聚羧酸減水劑的保坍性能不夠好；且其制備的聚羧酸減水劑的抗泥性能也不能滿足實際應用的需求。

發明內容