[发明专利]一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，混凝土外加剂的研究与生产日趋向高性能、绿色无污染方向发展。聚羧酸高效减水剂由于减水率高、保坍性能好、强度增长快、外观质量好等特点，适宜配制高强、超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土，成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点。但是聚羧酸减水剂对混凝土中骨料中泥含量非常敏感，聚羧酸减水剂必须面对混凝土骨料泥含量对其效果影响的难题，而且对于不同地区的水泥的适应性也较差。

针对上述问题，目前行业内一般是通过高减型聚羧酸减水剂复配以保坍剂的方式获得性能较优的聚羧酸减水剂，因此制备性能优越的保坍剂就格外重要。美国专利US5362324和US5911820公开了一种酯交联体型保坍剂的制备方法，这种酯交联体在水泥碱性介质中，发生酯水解断裂，从而缓慢释放出低分子量聚合物，进而提高混凝土的保坍能力。但这种交联体前期的分散性较差。这类共聚物总体缺点是前期没有分散性，复配到高减水型减水剂后极大的抵消其分散能力，而且对不同地区的水泥适应性也较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂，由多种单体聚合反应而得，其减水率高，对泥含量敏感度较低；并且所得减水剂与水泥及各地区的泥种类适应性较好，生产工艺简单易控。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种抗泥型聚羧酸减水剂，采用下述成分制成：以乙烯基聚氧乙烯醚、苯乙烯磺酸钠、丙烯酸及丙烯酰胺类化合物为单体，辅以碱性中和剂，引发剂及分子调节剂进行共聚反应。

在本发明中，各成分的用量并不受到特别限制，本领域人员可以根据需要调节各成分用量以促进反应的顺利进行。

申请人通过大量实验研究了优化的反应条件，发现在下述用量比下具有较好的性能：乙烯基聚氧乙烯醚：苯乙烯磺酸钠：丙烯酸：丙烯酰胺：引发剂：分子调节剂：碱性中和剂，以质量比计算，为1.0：(0.9～1.5)：(2.5～3.5)：(0.5～1.0)：(0.1～0.3)：(0.1～0.4)：(0.3～0.8)。在该组成配方下，制备出的减水剂单独使用具有较好的抗泥效果，在混凝土含泥量小于10％时具有较高的分散和坍落度保持能力，而且对各地区泥种类具有较好适应性，生产过程中无污染，原料浪费也较少。

在本发明中，所述乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)分子量为400—3000具体使用时可选择上述分子量范围内的一种特定分子量的VPEG，也可以是选择符合上述分子量范围的多种VPEG的混合物，优选的，所用乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)分子量为400、800、1200、2000、2400、3000分子量要求的一种或一种以上的混合聚醚。

在本发明中，丙烯酰胺类化合物包括丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、丙烯酰胺基二甲基乙磺酸中的一种或一种以上的混合物。

在本发明中，碱性中和剂为无机金属碱或有机胺碱，包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺中的一种或一种以上的混合物。

在本发明中，引发剂是一种可产生自由基或离子等活性种，以引发链式聚合的物质，常见的引发剂包括过氧化合物引发剂和偶氮类引发剂及氧化还原引发剂，在本发明中引发剂优选为过氧化物，包括过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰中的一种和／或一种以上的混合物。

在本发明中，分子调节剂包括巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或一种以上的混合物。

在本发明中，所述的苯乙烯磺酸钠不限于该化合物本身，还可包括一切以此为基础的附加其他基团的化合物，包括乙烯苯磺酸钠、甲基乙烯苯磺酸钠、乙基乙烯苯磺酸钠中的一种或一种以上的混合物。

在此基础上，本发明还公开了所述抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，将各成分加入到水中，以乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)、苯乙烯磺酸钠、丙烯酸及丙烯酰胺类化合物为单体，并辅以碱性中和剂，加入引发剂及分子调节剂在60～90℃条件下进行共聚反应制得。

其中，水的用量可根据需要进行调整，通常为为各成分总质量和的20～30倍。

本发明的减水剂引入了苯乙烯磺酸钠分子参与反应，降低了传统聚氧乙烯大单体加入吸附在泥土上的可能性，并在分子链上增加了大量的磺酸基团，通过改性单体丙烯酸酯的加入，使得聚羧酸减水剂与传统减水剂相比具有很高的坍落度保持性能，且对含泥量较高的水泥具有较好的适应性。

申请人进行的实验证实，与已有的减水剂相比，本发明具有如下技术进步：