[发明专利]一种减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，所述聚羧酸减水剂由马来酸酐酰化聚醚胺、不饱和聚氧乙烯醚大单体和烯键式不饱和羧酸自由基聚合而成，其中所述马来酸酐酰化聚醚胺由端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚氨化生成的聚醚胺与马来酸酐反应生成。本发明通过在聚羧酸减水剂的梳形结构中引入具有憎水性的马来酸酐酰化聚醚胺侧链，可降低混凝土孔隙溶液的表面张力，从而增强了减缩性并降低了引气性，避免混凝土的收缩开裂，增强了混凝土的抗压强度；同时马来酸酐酰化聚醚胺中的聚氧乙烯聚氧丙烯长链可改善聚羧酸在水泥孔隙溶液中的吸附构象，使其在溶液中更为舒展，提高了聚羧酸减水剂对水泥的分散能力。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土在凝结初期或硬化过程中会出现收缩现象，而混凝土因收缩产生的裂缝不仅会影响建筑物的外观，而且会降低混凝土寿命，甚至会影响混凝土结构的稳定性从而引发安全事故。混凝土收缩主要有五种，分别是：塑性收缩、温度收缩、碳化收缩、自生收缩和干燥收缩，而目前工程上常见的混凝土收缩一般为干燥收缩和塑性收缩。为解决干燥收缩和塑性收缩的问题，通常采用的是在混凝土搅拌过程的掺入膨胀剂、纤维和减缩剂等物质，然而膨胀剂、纤维和减缩剂与混凝土外加剂，即聚羧酸减水剂存在不相容问题。因此开发一种可减少混凝土收缩的聚羧酸减水剂成为了行业内的热点。

中国专利CN106365534B公开了一种保水性减缩型聚羧酸减水剂在制备高性能混凝土中的用途，本发明提供的保水性减缩型聚羧酸减水剂由于在分子中侧链中引入了多羟基，羟基间及羟基与水分子间形成氢键而形成微交联结构，增加了混凝土中水泥浆体毛细孔中溶液的粘度，延缓了水分子的蒸发速率，从而显著提高了保水性，降低了高性能混凝土的收缩。然而多羟基结构的化合物具有缓凝作用，会影响混凝土的凝结时间，从而限制了该聚羧酸减水剂的使用，并且羟基与水分子间的氢键形成的微交联结构会影响该聚羧酸减水剂在水溶液中的稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，通过在聚羧酸减水剂的梳形结构中引入具有憎水性的新型侧链，利用该侧链结构中的丙氧基和端基的烷基苯基及其衍生基团的憎水能力，得到了一种减缩型聚羧酸减水剂，并且该减水剂不会影响混凝的凝结时间，在水溶液中的稳定性较好。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种减缩型聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂由马来酸酐酰化聚醚胺、不饱和聚氧乙烯醚大单体和烯键式不饱和羧酸自由基聚合而成；其中所述马来酸酐酰化聚醚胺由端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚氨化生成的聚醚胺与马来酸酐反应生成，所述端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚的结构式为：其中m为10～20的任意整数，n为2～5的任意整数，R选自总碳原子数为8～20的烷基苯及其衍生基团。

本发明的制备原料中包含了由聚醚胺和马来酸酐反应生成的马来酸酐酰化聚醚胺，并且其中聚醚胺是由端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚氨化生成的，因此相比于传统的聚羧酸减水剂，本发明最终制备得到的聚羧酸减水剂的结构中包含有马来酸酐酰化聚醚胺侧链。由端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚的结构式可知，该侧链的结构中，包含有丙氧基团，并且端基为烷基苯基及其衍生基团，其中烷基苯基及其衍生基团通过烷基或苯基与端羟基聚氧乙烯聚氧丙烯醚相连，烷基苯基的衍生基团为烷基或者苯基上的氢原子被卤素、羟基、氧原子等取代得到的化合物。由于丙氧基团和烷基苯基及其衍生基团具有憎水性能，因此可降低混凝土孔隙溶液的表面张力，从而增强聚羧酸减水剂的减缩性能，得到减缩型的聚羧酸减水剂。该减水剂可有效避免混凝土的收缩，并且还降低了混凝土的引气性，避免混凝土中混杂的气泡对其强度的影响。同时侧链的憎水性能也不会影响混凝土的凝结时间以及减水剂在水溶液中的稳定性。

优选地，所述R基为苯乙基苯酚、壬基酚、异构丙基苯、辛基酚、十二烷基苯、十三烷基苯中的任意一种。烷基苯基及其衍生基团具有较强的疏水性，将其引入聚羧酸减水剂的结构中，可有效增强聚羧酸减水剂的憎水性能，进而增强聚羧酸减水剂的减缩性能。