[发明专利]具有硫酸盐适应性和降粘效果的水泥分散剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有硫酸盐适应性和降粘效果的水泥分散剂的制备方法。本发明所述制备方法包括以下步骤：单烷氧基聚乙二醇、环氧氯丙烷、碱及催化剂在溶剂水中反应得到单烷氧基聚乙二醇缩水甘油醚；将所述单烷氧基聚乙二醇缩水甘油醚用水稀释后与多胺类单体反应制得含有4‑6个氨基的胺化聚醚；将所述胺化聚醚与含有环氧基团的硅烷偶联剂反应，制得一端为4‑6个三烷氧基硅烷，一端为聚环氧乙烷的水泥分散剂。本发明所述制备方法制得的水泥分散剂具有较高的减水率；分子量相对常规的聚羧酸减水剂小很多，具有显著的降粘效果；对硫酸盐的适应性较好；本发明选择的原料成本低，合成过程简单高效，生产能耗小，制备工艺具有可工业化前景。

技术领域

本发明涉及一种对硫酸盐具有较好适应性，同时具有非常显著的降粘效果，含多个烷氧基硅烷基团的水泥分散剂的制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

高性能聚羧酸减水剂相比第二代高效减水剂而言，具有更好的水泥分散和分散保持能力，在较低掺量时，即可使水灰比较低的混凝土获得良好的流动性和可操作性，因而成为现代高强、高流态混凝土不可或缺的组成部分。

目前，现代建筑体呈现出高层化、轻量化趋势，聚羧酸减水剂的应用出现了一些新问题，为了使混凝土达到高强或超高强等级，必须采用大量的胶凝材料以及大幅降低用水量，这造成新拌混凝土粘度加大，流动缓慢，施工难度非常高。对此，目前业内和学术界的主要应对方法有两种：一是采用采用优质的超细矿物掺合料(比如硅灰)优化颗粒级配，但这种方法一方面会造成成本提高，另外也具有一定局限性，不能从根本上解决实际问题。另一种方法是开发降粘型的聚羧酸减水剂，通过不同功能的官能团的优化组合来实现聚羧酸减水剂的功能化，制备得到降粘型聚羧酸减水剂。CN20091077550.2在聚羧酸母液和早强剂中复配聚乙二醇作为降粘组分，达到降低混凝土粘度提高工作性的目的，但是额外加入的聚乙二醇降低了减水剂的分散效能，同时造成成本增加。CN200480011979通过在常规结构中引入疏水的丙烯酸长链烷基酯来改善混凝土的粘度，但疏水侧链的引入会造成减水性能的明显下降，而且这种方法对粘度的改善是有限的。CN201410097467.2同样采用在羧酸共聚物分子结构中引入和控制一定量的疏水单元和疏水基团来降低该减水剂作用下水泥基材料的粘度，同样存在减水性能较差，粘度改善不明显等问题。

聚羧酸减水剂在实际应用遇到的另一个问题在于聚羧酸减水剂与混凝土组成材料存在不相容性，在某些情况下，尤其是混凝土中水泥、砂、石及掺合料中含有硫酸盐时，聚羧酸减水剂会出现分散效果差、混凝土坍落度损失快等现象。Yamada(Yamada K,HaneharaS.Interaction mechanism of cement and superplasticizers-The roles of polymeradsorption and ionic conditions of aqueous phase[J].Materials&Structures,2001.)等认为这是由于聚羧酸盐的吸附作用受到胶凝材料中硫酸根离子的影响，吸附量随着硫酸根离子掺量的增加而减少，故导致了一种“竞争吸附”.当可溶性的硫酸盐掺量增加时，聚羧酸盐将发生“解吸附”作用，从而导致水泥奖体流动性降低。针对这个问题，研究人员试图通过调整聚羧酸的分子结构予以解决。中国专利CN201510919314.6通过在嵌段聚羧酸主链结构上引入具有刚性结构的官能团调整聚羧酸在溶液中的构象，从而改变其吸附行为，提高其适应性。但这种方法制得的嵌段聚羧酸中仍含有大量的羧酸基团，尽管增加了刚性结构的官能团，仍会收到硫酸根离子的影响，对硫酸根适应性的提升仍存在提升的空间，同时该方法必须使用RAFT试剂或预先合成RAFT大分子，生产成本和工艺要求均较高。