一種減縮增強型高減水率聚羧酸鹽及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高減水率聚羧酸鹽及其制備方法，具體涉及一種減縮增強型高減 水率聚羧酸鹽及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著鐵路、橋梁、水利水電等混凝土工程建設領域的發(fā)展，對高性能混凝土的需求 不斷增加，各種混凝土外加劑也在不斷發(fā)展中。減水劑可減少拌合用水量，從而大幅度提高 混凝土強度和耐久的工作性能；可控制混凝土流動性能，便于運輸、澆注和施工；可用于制 備泵送混凝土，自密實混凝土，高強、高性能混凝土等特種混凝土，是混凝土外加劑中最重 要也是最廣泛使用的一種混凝土外加劑。
[0003] 在使用減水劑滿足混凝土的施工和性能需求的同時，混凝土的耐久性也是工程建 設重點關注的問題。近年來，混凝土收縮引起的開裂現象相當嚴重，造成非常大的直接或間 接損失，尤其是高強和高性能混凝土的廣泛應用，更進一步增加了混凝土收縮開裂的可能 性。現階段為減小混凝土收縮帶來的開裂問題，采用的主要措施有混凝土早期養(yǎng)護，摻加 膨脹劑來達到補償混凝土自收縮產生的應力，通過添加纖維材料約束混凝土收縮，緩解混 凝土開裂該方法在早期可明顯改善混凝土的自收縮等等。在實際操作中養(yǎng)護需消耗大量人 力和時間，膨脹劑需均勻分散在混凝土中，否則造成局部膨脹應力過大，導致混凝土膨脹開 裂。毛細孔張力干縮理論認為，隨著毛細孔水的不斷蒸發(fā)，毛細孔張力作用在孔壁上產生 拉力，導致宏觀混凝土收縮，若降低毛細孔中水溶液表面張力，則作用于孔壁上的拉應力降 低，從而減小混凝土收縮，該理論已被大量實驗證明。根據該理論，混凝土減縮劑為非離子 表面活性劑，可大幅度降低水的表面張力，目前國內減縮劑產品主要為一元醇和二元醇、環(huán) 氧乙烷與環(huán)氧丙烷聚合得到的聚氧乙烯類減縮劑。
[0004] 國內現已有少量文獻報道聚羧酸鹽類混凝土減縮劑，將聚氧乙烯類長鏈、酯基接 枝在聚羧酸主鏈上，形成非離子表面活性劑，減小水溶液的表面張力，從而達到減縮效果， 但從檢測數據上看，其減縮效果不夠理想。減水劑增強混凝土原理主要是減少了混凝土中 拌合水，從而達到增強的效果，目前其產品尚未針對減水劑本身的增強性做相關研宄。
[0005] CN102936109A公開了一種聚羧酸系減水劑及其制備方法與應用，CN102826784A 公開了一種聚羧酸系減水劑及其制備方法，其原料中均包含丙烯酸、聚醚、酰胺、馬來酸酐， 該方法采用氧化還原體系作為引發(fā)劑，并且原料配比與本發(fā)明不同，因此合成出的產品其 聚合度、接枝順序、分子結構與本發(fā)明的產品不同，不具備減縮、增強作用；其原料中還包括 不飽和磺酸鹽類離子型表面活性劑，不能起到降低水溶液表面張力的作用。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種高效減水，且具有顯著減縮和增強功能 的減縮增強型高減水率聚羧酸鹽。
[0007] 本發(fā)明進一步要解決的技術問題是，提供一種分子結構可設計，反應條件溫和，生 產工藝和操作優(yōu)化，生產成本低的減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法。
[0008] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下：一種減縮增強型高減水率聚羧酸 鹽，分子結構通式如下：
【主權項】
1. 一種減縮增強型高減水率聚羧酸鹽，其特征在于：分子結構通式如下：
式中，a、b、c表示各單體在聚合物中的聚合度，其中，a=l~800, b=l~800，C=I~ 800 ;x=40 ~100。
2. -種如權利要求1所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于：包 括以下步驟： (1) 自由基聚合：按重量份，將6~60份甲基丙烯酸、72~180份烯丙基聚氧乙烯醚、 0. 3~6份丙烯酰胺、3~24份馬來酸酐和180~360份去離子水加入合成反應器中，氮氣 保護下攪拌混勻，加熱至50~90°C，以0. 5~8mL/min的速率，同時且分別滴加0. 4~4. 5 份過硫酸銨的水溶液和0. 3~3份巰基乙酸的水溶液，持續(xù)攪拌2~8h，在40~80°C下， 保溫0. 5~5 h ; (2) 冷卻中和：冷卻至室溫后，調節(jié)pH至6~8,得減縮增強型高減水率聚羧酸鹽。
3. 根據權利要求2所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于：步驟 (1)中，按重量份，將18~30份甲基丙烯酸、96~170份烯丙基聚氧乙烯醚、0. 36~2. 4份 丙烯酰胺、6~18份馬來酸酐和240~350份去離子水加入合成反應器。
4. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，分別滴加1~2份過硫酸銨的水溶液和0. 5~1. 5份巰基乙酸的水溶液。
5. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述烯丙基聚氧乙烯醚的平均分子量為2000~5000。
6. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述加熱的溫度為55~75°C，攪拌的時間為3~6h。
7. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述滴加速率為1~5mL/min。
8. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中，所述保溫的溫度為50~70°C，保溫的時間為1~3h。
9. 根據權利要求2或3所述減縮增強型高減水率聚羧酸鹽的制備方法，其特征在于： 步驟（2)中，采用lmol/L氫氧化鈉水溶液調節(jié)pH。
【專利摘要】一種減縮增強型高減水率聚羧酸鹽及其制備方法，所述方法包括以下步驟：（1）自由基聚合：按重量份，將甲基丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、馬來酸酐和去離子水加入合成反應器中，氮氣保護下攪拌混勻，加熱至50～90℃，以0.5～8mL/min的速率分別滴加過硫酸銨的水溶液和巰基乙酸的水溶液，持續(xù)攪拌2～8h，在40～80℃下，保溫0.5～5h；（2）冷卻中和：冷卻至室溫后，調節(jié)pH至6～8，得減縮增強型高減水率聚羧酸鹽。按照本發(fā)明方法所制備的減縮增強型高減水率聚羧酸鹽具有高減水率，能大幅降低水溶液表面張力，對水泥砂漿具有顯著的減縮功能，在相同水灰比條件下，可提高水泥砂漿早、后期強度。
【IPC分類】C04B24-26, C08F222-06, C08F220-06, C08F220-56, C08F283-06
【公開號】CN104743957
【申請?zhí)枴緾N201510099825
【發(fā)明人】史才軍, 龍?zhí)m, 張相雷
【申請人】史才軍
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月6日