[发明专利]一种缓凝型高效分散剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种缓凝型高效分散剂，其核心为三聚氰胺衍生物，外围为‑PO₃H₂和聚氧烷烯基侧链，其相互独立，但不能同时全为‑PO₃H₂或聚氧烷烯基侧链；所述聚氧烷烯基侧链，重均分子量为1000~3000；一端为裸露‑OH，另一端为脂肪族或芳香族基团封闭，是以相应的脂肪醇或芳香醇直接烷氧基化制得。本发明提供缓凝型高效分散剂，具有一定的减水和保坍性能，缓凝效果显著，同时，对当今混凝土低品位的原材料具有极高的适应性，市场需求强烈，前景广阔，而且制备工艺先进，生产成本低，有望打造为混凝土减水剂领域的核心技术，引领行业发展。

技术领域

本发明属于化学建材领域，具体涉及一种针对中低坍落度混凝土用的缓凝型高效分散剂及其制备方法。

背景技术

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质，可以调控混凝土的流变性能、改善力学性能和提高耐久性，混凝土外加剂技术已经成为现代混凝土的核心技术。针对核电工程、水工等大体积混凝土要求强度高、低收缩、施工周期长等要求，开发具有缓凝型、中低减水率、长时间保坍(2～8h)的混凝土外加剂具有重要的意义。

目前尚未发现针对大体积特种混凝土专用的混凝土外加剂，通过大量的技术资料调研，仅发现现有的资料均在传统减水剂分子结构上进行简单改性，使其具有缓凝特征。

专利CN102153711B公开了一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，创新之处在于将具有缓凝功能的β-环糊精侧链引入到聚羧酸分子骨架中，制备的减水剂具有缓凝性能、微引气性能及更好的流动性能，但制备工艺复杂，实用性不强，仅仅停留在实验室净浆测试水平。

专利CN102276182B公开了一种水泥缓凝剂，主要将氨水、十二烷基磺酸钠和聚乙二醇以一定的配比混合，应用到硅酸盐水泥中，可以显著改善缓凝效果，流动度提高5-6％，初凝时间差延长40-100分钟，7天抗压强度比相差不大，但是所开发缓凝剂没有减水性能，只能复配使用，复配使用时需要考虑与减水剂的相容性，存在应用风险。

专利CN104119017A公开了一种高温型缓凝减水剂，主要采用复配技术手段，将糖钙、磷酸化合物及其它无机或有机聚合物与传统脂肪族减水剂简单混合制备，但存在物料较多，制备工艺复杂，性能不稳定，仅局限在高压固井施工。

美国专利US5879445公开了一种小分子减水剂，采用单链的氨基聚醚，对末端进行一步曼尼希反应，引入亚磷酸官能团，具有减水、缓凝效果，但是原料需要采用价格昂贵的氨基聚醚，从原料成本考虑，可工业化的操作性不强，市场至今未见相关产品。

对于大体积混凝土，除了需要满足施工性能、强度及耐久性等要求指标，还需要重点考虑温差开裂问题，由于大体积混凝土中水泥水化要产生大量的热量，混凝土内部的热量不如表面散失的快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力极易造成混凝土开裂，混凝土水泥水化产生的内外温差应力，是造成大体积混凝土开裂的最主要原因。因此，在混凝土保持一定流动性能的条件下，使其具有缓凝性能，在总放热量不变的情况下，延缓水泥水化的放热速率，降低水泥水化热峰值，是解决大体积混凝土裂缝问题的关键。

以及现代混凝土的原材料状况日趋严峻，工业副产石膏作为水泥调凝剂的使用导致胶凝材料SO₄^2-含量偏高；粉煤灰、矿渣粉、煤矸石等大宗工业固体废弃物的广泛应用，使得胶凝材料的组份更加复杂；特别是优质砂、石资源日益匮乏，骨料含泥量和吸水率增大，直接影响混凝土外加剂与材料之间的适应性，导致混凝土初始流动度和流动度保持能力大幅降低，极大限制了高效减水剂的推广应用，特别是大体积混凝土的应用。

因此，开发一种具有高减水剂、缓凝效果优、坍落度损失小、能改善水泥与外加剂适应性、且能够显著提升混凝土力学性能和耐久性能的超缓凝高性能分散剂，对于大体积混凝土具有非常重要的实践意义。

发明内容