[发明专利]一种促溶剂和其制备方法及其在液体无碱速凝剂中的应用

说明书

本发明公开了一种促溶剂和其制备方法及其在液体无碱速凝剂中的应用，所述促溶剂为一种有机无机杂化大分子，所述有机无机杂化分子中含有杂多酸、纤维素及二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）链段结构，其中杂多酸呈现笼状结构且具有骨架刚性的特点；有机无机杂化分子中的纤维素与DMDAAC二者通过共聚得到共聚物链段，该共聚物链段与杂多酸链段通过电荷组装最终形成有机无机杂化分子结构；解决了现有无碱速凝剂稳定性差，铝含量低且会导致混凝土后期强度差等问题。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种促溶剂和其制备方法及其在液体无碱速凝剂中的应用。

背景技术

速凝剂是喷射混凝土必不可少的组分，其作用为使混凝土在较短的时间内凝结，加速水化，短时间内形成足够的强度，保证特殊施工的要求。目前广泛应用于道路抢修、矿井加固、隧道支护、城市防水等工程中，在国家基础设施建设中发挥重要的作用。

现有的速凝剂多为高碱性速凝剂，具有高腐蚀性、早期强度低及后期抗压强度比低、影响混凝土耐久性等缺点，因此目前发展的方向是无碱液体速凝剂，进而满足混凝土的各种工艺要求。

以及，众所周知离子态的铝离子可有效提升抗压强度并能够缩短凝结时间，所以硫酸铝是无碱速凝剂的核心材料，但由于硫酸铝较低的溶解度，导致离子态铝离子较少，有效速凝组分变少。与此同时，无碱速凝剂中无机盐类组分较多，易出现分层离析等现象，严重影响无碱速凝剂产品的稳定性。

无碱速凝剂起步时间较晚，技术发展不成熟，仍面临较多的问题，诸如储存期短、适应性差等问题，常温下产品仅在一个月内便会出现分层离析现象，为了达到速凝效果需大幅提升速凝剂掺量，进而提高成本，因此无碱速凝剂的研发越来越受到重视。

专利号CN108147695A“一种液体无碱速凝剂及其合成方法”，公开了一种液体无碱速凝剂及其制备方法。所述制备方法包括将硫酸铝、粒径≤150nm的纳米氢氧化铝粉末和粒径≤150nm的纳米硅酸粉末为主要有效成分，以粒径≤150nm的纳米二氧化硅粉末、分子量为25000～40000的聚乙二醇以及聚羧酸盐减水剂为辅料混合而制得。文中仅使用醇类或胺类聚氧乙烯醚作为增粘剂帮助提高纳米氢氧化铝、硅酸和二氧化硅粉末分散的稳定性，对今后长期分散稳定性有一定的影响。

专利号CN106587704A“高适应性无碱速凝剂辅料的制备方法与流程”，采用聚合硫酸铝、硫酸镁、有机高分子聚合物等制备无碱速凝剂，但在配方中仍存在低含量的碱金属，依然存在风险。

上述专利基本上多为无碱速凝剂的制备方法，可以看出目前无碱速凝剂样品的稳定性及适应性是各类专利中解决的难点之一。

发明内容

针对现有技术中无碱速凝剂稳定性差，铝含量低且后期强度差等特点，本发明提供了一种促溶剂和其制备方法及其在液体无碱速凝剂中的应用。

所述促溶剂为一种有机无机杂化大分子，所述有机无机杂化分子中含有杂多酸、纤维素及二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)链段结构，其中杂多酸呈现笼状结构且具有骨架刚性的特点；有机无机杂化分子中的纤维素与DMDAAC二者通过共聚得到共聚物链段，该共聚物链段与杂多酸链段通过电荷组装最终形成有机无机杂化分子结构。

所述促溶剂的制备方法为：纤维素与二甲基二烯丙基氯化铵在引发剂过硫酸钾的作用下在水相中通过自由基共聚反应得到中间体，该中间体与杂多酸在水相中通过电荷组装经过滤干燥后得到所述促溶剂。

纤维素、二甲基二烯丙基氯化铵、引发剂和杂多酸之间的质量比为(1.5～3)：(25～50)：(1～3)：(25～150)；且所述纤维素与二甲基二烯丙基氯化铵质量比为0.6:10；

所述纤维素为羟乙基纤维素，粘度为5000～7000mPa·s，市售；