[发明专利]一种高保坍型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料中混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，另外本发明还涉及该减水剂的制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展和建筑水平的提高，对混凝土质量要求越来越高。外加剂在混凝土中的作用也越来越重要。我国优质砂石资源减少，混凝土成分复杂性增加，在预拌混凝土工业中，新拌混凝土的坍落度损失问题一直是困扰工程施工的难题，特别是长时间的运输会导致混凝土坍落度损失过大，影响混凝土的工作性。提高混凝土的坍落度保持性能成为预拌混凝土工业面临的重要问题。然而通过选择好的原材料来解决坍损问题是比较困难的。因此，通过调整外加剂来达到保坍的目的就显得非常现实和重要。

掺减水剂混凝土坍落度损失有物理和化学两方面原因，由于水泥的物理分散使动电电位下降是其物理原因，由于水泥的初期水化反应使减水剂消耗是其化学原因。坍落度损失的主要原因在于水泥的水化，减水剂的加入加速了水泥的初期水化进程，而吸附作用的结果又使液相中减水剂的有效浓度很快降低，体系的动电电位不断下降。目前，解决坍落度损失的方法主要是在减水剂中复配缓凝组分，但有时凝结时间过长也不能满足工程施工的要求。因此需要改变聚羧酸的结构来增加其坍落度的保持性能。

专利CN101830663X中报道了一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，采用甲基丙烯酸二甲胺乙酯、烯丙基聚乙二醇（XPEG2400）与马来酸酐作为原料进行了聚羧酸系减水剂的合成，虽然引入了甲基丙烯酸二甲胺乙酯，但由于XPEG本身的问题，减水率和保坍性都不是很好。

专利US5911820采用丙烯酸酯单体和丙烯酸大分子聚乙二醇单甲醚酯制备聚羧酸减水剂，由于其本身具有支链长，锚固基团被聚醚团包裹，这种聚羧酸减水剂初始基本没有分散性，要想得到良好的初始拌合效果，只有提高其掺量来满足要求，因而成本大幅度提高。

专利CN101928114X采用不饱和烯丙基聚氧乙烯醚为大分子单体与不饱和酸和不饱和酸衍生物中的一种或一种以上的混合物通过自由基聚合得到聚羧酸系高性能减水剂，该减水剂中聚醚侧链的密度相对较低，因此保坍效果不理想。且此工艺的反应时间较长：滴加时间2~4小时，保温时间1~6小时。

上述专利所公布的聚羧酸合成方法中，分子支链密度低，掺量大，反应时间较长，减少了工作效率，增加生产成本，而且对水泥适应性难以达到最佳效果。

发明内容

本发明的目的主要是为了更好地解决混凝土中坍落度损失大的问题，提供一种具有高保坍型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法。

本发明解决前述技术问题所采用的技术方案是：

一种高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，其主要由下述单体组成：

不饱和聚氧乙烯醚（A）；

单体a（B）；

链转移剂（C）；

不饱和磺酸盐或不饱和酸或不饱和酸衍生物（D）；

氧化剂（E）；

还原剂（F）；

其中，所述单体a是选自山梨醇、葡萄糖酸和葡萄糖酸钠中的任意一种或是两种以上混合物；

各单体的摩尔配比A:B:C:D:E:F为：1:0.25～3.0:0.01～0.3:3～6:0.1～0.5:0.01～0.2；

余量为水，聚合物的质量百分比浓度介于40%~60%之间。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述不饱和聚氧乙烯醚的平均分子量在1000~3000之间。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述水是选自蒸馏水、去离子水或二者混合物。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述链转移剂是选自巯基丙酸或巯基乙酸中的任意一种或两者混合物。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述不饱和磺酸盐或不饱和酸或不饱和酸衍生物是选自丙烯磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐、马来酸、丙烯酰胺、衣康酸酐、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和乙酸乙稀酯中的任意一种或两种以上混合物。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和过氧化氢中的任意一种或两种以上混合物。

上述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂，所述还原剂是选自L-抗坏血酸和亚硫酸氢钠中的任意一种或两者混合物。

本发明还提供一种前述高保坍型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法，其工艺步骤如下：