[发明专利]一种保坍早强功能单体、保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种保坍早强功能单体、保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。其中，一种保坍早强型聚羧酸减水剂，包括聚醚大单体、乙氧基化聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、不饱和酸、保坍早强功能单体、不饱和小单体A及不饱和小单体B；所述不饱和小单体A为不饱和羟基酯；所述不饱和小单体B为不饱和酰胺及其衍生物。本发明提供的保坍早强型聚羧酸减水剂，通过在本发明配方体系下引入保坍早强功能单体、不饱和小单体A及不饱和小单体B，在其协同作用下，使得本发明提供的保坍早强型聚羧酸减水剂在保证优良的减水性能的同时，使混凝土同时具备优异的保坍性能及早强性能，并且合成过程简便，具有很强的推广价值。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种保坍早强功能单体、保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂具有高减水率、高保坍性、低碱、绿色环保等特点，已被广泛应用于混凝土工程中。但普通聚羧酸系减水剂早期强度发展缓慢，尤其是在低温条件下，使普通聚羧酸减水剂在冬季施工和寒冷环境的使用中受到限制，可见，促进水泥早期水化，开发早强型聚羧酸减水剂具有显著的技术经济效益。

聚羧酸系减水剂具有优异性能的同时，在使用过程中也会遇到与各地材料适应性差、配制混凝土早期强度低和保塑性差的问题。尤其是在实施预拌混凝土新标准之后，混凝土搅拌站一般离施工现场较远，长时间的运输会加剧混凝土坍落度损失，从而进一步对施工乃至工程质量产生不利的影响。解决此类问题，传统的方法是向减水剂中复配有机和无机缓凝剂。缓凝剂的加入会起到延缓混凝土凝结时间的作用，但并不能从根本上解决混凝土保塑差的的问题。另一方面，在聚羧酸系减水剂中大量加入缓凝剂，也影响了混凝土早期强度的发展，使得工程的周期加长，降低了生产效率。

合成保坍型聚羧酸系减水剂是解决混凝土坍落度损失大的有效途径。通过向聚羧酸系减水剂分子结构中引入酯类单体，在混凝土的碱性环境中缓慢释放出持续分散水泥的活性基团，从而达到提高其分散保持性的目的。但保坍型聚羧酸系减水剂会较大程度的对水泥水化起到延缓作用，因此配制混凝土的早期强度较低，尤其是在冬季施工时表现的更为突出。目前通常在聚羧酸系减水剂中复配早强组分以提高其早期强度，但存在掺量大、不易控制和相容性差等问题。

公开号为CN105601843A，公开日为2016年055月25日的专利申请公开了醚类早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，其将分子量为6000～8000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚与去离子水在常温下混合溶解，再向其中加入催化剂，然后依次滴加由丙烯酸、磺酸盐类不饱和单体、去离子水混合成的溶液A和由引发剂、链转移剂、去离子水混合成的溶液B进行水性聚合反应，滴加完毕后进行搅拌，最后加入碱液进行中和，得到醚类早强型聚羧酸减水剂。但其并未涉及保坍性。

发明内容

为解决现有聚羧酸减水剂保坍及早强功能不足的问题，本发明提供一种保坍早强功能单体，主要由氧化石墨烯与羟基羧酸进行酯化改性，然后接枝硅烷偶联剂制得。

在一些实施例中，所述羟基羧酸为羟基乙酸。

在一些实施例中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷及乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或组合。

在一些实施例中，保坍早强功能单体制备过程为：组分均以重量份计，将15～25份羟基乙酸,3～5份氧化石墨烯,400～500份甲苯,0.2～0.3份磷钼酸混合置于第一反应容器中，加热冷凝回流4h～6h,然后减压蒸馏除去甲苯，冷却后用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和氯化钠水溶液洗涤过滤,50～60℃干燥得到改性氧化石墨烯。

用冰醋酸将800份1：1乙醇水溶液的pH值调至4～5，然后加入0.4份硅烷偶联剂，在30～40℃水浴中预水解30～60min，加入0.2份改性氧化石墨烯。将水浴温度升至70℃～80℃，搅拌3h～5h，反应结束后冷却至室温，过滤，用1:1乙醇水溶液洗涤至少3次，50～60℃干燥，即得保坍早强功能单体。