[发明专利]一种低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于超塑化剂领域，公开了一种低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用。所述制备方法为：将聚醚大分子单体、引发剂和水加入到反应器中，氮气保护下搅拌混合均匀，同时加热至10～100℃，然后分别滴加小分子单体、还原剂和链转移剂的水溶液，滴加完成后保温反应1～6h，中和，得到所述低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂；所述的链转移剂是指双巯基乙酸乙二醇酯、双巯基乙酸三羟甲基丙烷酯、双巯基乙酸季戊四醇酯、双巯基丙酸肌醇酯中的至少一种。本发明通过使用特殊的链转移剂，在主链中心位置上引入两个酯基，所得产物分散性能优异，应用时具有水化速度快、凝结时间短、初期强度高的优点。

技术领域

本发明属于超塑化剂领域，具体涉及一种低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚羧酸系高性能减水剂在陶瓷、水泥及石膏制品领域中大量使用，其对带正电荷粒子不仅具有吸附作用，还有空间位阻效应。对于水泥颗粒来说，可增加水泥与拌和水的反应接触面，并在水化反应初期增加水化膜厚度，阻碍水泥颗粒中离子的释放，使水化反应速度降低，表现出缓凝作用。

然而，在预制混凝土构件的生产过程中，混凝土现场拌合现场浇筑，不需要经过一个长距离运输的过程，这样的缓凝作用对于预制混凝土生产效率提高却是不利的。

为了加快模板周转速度或减少了模板使用总量，提高生产效率，实现最大的经济效益，通常在使用聚羧酸减水剂的同时，需要采用添加早强剂配合蒸养工艺护的方法来促进水泥水化及凝结。

大部分早强剂具有提高早强强度的效果，却不能抑制聚羧酸系减水剂的缓凝作用。无机早强剂一般掺量较大才能起到促凝效果，与聚羧酸系减水剂的相容性不好，容易分层絮凝，且不能发挥聚羧酸减水剂应有的分散作用，其中氯盐更会锈蚀钢筋；有机醇胺类掺量及促凝效果不易控制，适应性差且价格昂贵。

此外，有部分研究报道了通过大分子结构改良来达到促进水泥水化，如在主链上简单的引入一些不带吸附作用的功能单体，但这样的后果势必会削弱减水剂的分散性能。

中国专利CN103304181A公开了一种聚羧酸高性能减水剂，组成及按重量百分比的如下：聚羧酸系减水剂10～20％，氯化钙10～17％，亚硝酸钠10～20％，三乙醇胺1～3％，其余为水。该减水剂是在普通聚羧酸减水剂的基础上通过复配而得，优点是可以提高混凝土制品的早期强度，但并未从分子结构上抑制聚羧酸减水剂的缓凝作用，适应性不好，容易分层絮凝，且外加剂的掺量较高。

中国专利CN200810201010.6提出了一种聚羧酸系减水剂，其制备工艺为采用聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯或聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(聚合度在20～60之间)、(甲基)丙烯酸、(甲基)烯丙基磺酸钠、烷氧基聚乙二醇(聚丙二醇)丙烯酸酯在水溶液中共聚。该减水剂具有一定的促进水泥凝结作用，但两种酯类单体均需经过高温酯化反应得到，反应过程复杂，耗时较长，且反应过程中残余的阻聚剂对后期聚合反应有一定影响。

世界专利WO2011/076655A1报道了一种聚羧酸超塑化剂，其制备方法为采用聚丙烯酸(分子量为4000)与聚乙二醇单甲醚(分子量为5000)，在165℃下酯化后中和得到。该方法也能有效缩短混凝土的凝结时间，但是需要先合成聚丙烯酸，制备难度较大，成本较高，其次粘度较大，与聚醚的酯化转化率较低，因而外加剂的掺量相对较高，性价比低。

近年来，国内投资不断增速，基础设施建设力度及规模也不断加大，预制混凝土的用量也不断攀升。开发一种具有低缓凝高分散作用的聚羧酸超塑化剂来提高预制混凝土行业的生产效率，对推动建材行业节能减排具有十分重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的首要目的在于提供一种低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的低缓凝高分散聚羧酸超塑化剂。