專(zhuān)利名稱(chēng)：一種減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥分散劑，具體涉及ー種減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能混凝土被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中。高效減水劑是配制高性能混凝土不可缺少的組分，具有減水增強(qiáng)、提高混凝土流動(dòng)性及耐久性等突 出優(yōu)點(diǎn)。萘系、蜜胺系和脂肪族等傳統(tǒng)高效減水劑雖然成本較低，但是由于其減水率不夠高，混凝土坍落度損失嚴(yán)重，生產(chǎn)過(guò)程中用到甲醛之類(lèi)對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)等原因，限制了其在高性能混凝土中的應(yīng)用。聚羧酸系減水劑是新一代高效減水劑，它的分子可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，能克服上述傳統(tǒng)高效減水劑的劣勢(shì)，已成為國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。聚羧酸系減水劑具有優(yōu)異的分散性能，可在較低的摻量下使混凝土達(dá)到較好的流動(dòng)性。這與其分子結(jié)構(gòu)具有密切關(guān)系。聚羧酸系減水劑分子為梳形結(jié)構(gòu)，主鏈上的陰離子官能團(tuán)可吸附于水泥顆粒表面，并提供靜電斥力，側(cè)鏈則伸展于液相中，提供空間位阻作用。聚羧酸系減水劑的保坍性能則通常認(rèn)為是由于主鏈上羧基等官能團(tuán)可與鈣離子形成絡(luò)合物，從而延緩了水泥的水化。然而工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，不少聚羧酸系減水劑存在著與水泥適應(yīng)性差及混凝土坍落度損失快等缺點(diǎn)。為滿足工程建設(shè)的需要，當(dāng)前急需制備出一種減水率高、保坍性好，且與水泥適應(yīng)性好的聚羧酸系減水劑。專(zhuān)利CN101708973公開(kāi)了ー種保水保塑型聚羧酸系減水劑，主要特點(diǎn)在于其大單體是由酯類(lèi)大單體和醚類(lèi)大単體混合而成。該減水劑對(duì)水泥的適應(yīng)性較好，且保水保塑性較優(yōu)，然而其分散性一般，導(dǎo)致?lián)搅枯^大。專(zhuān)利CN102391435公開(kāi)了ー種保坍型聚羧酸系減水劑，它是采用甲基丁烯醇聚氧こ烯醚為大單體，與其他兩種分別帶羧基和磺酸基的小単體水溶液聚合制備而成。該減水劑減水率較高，坍落度經(jīng)時(shí)損失低，エ藝簡(jiǎn)單，然而合成時(shí)間較長(zhǎng)，所用大單體在市場(chǎng)上較為少見(jiàn)。專(zhuān)利CN101845121公開(kāi)了ー種保坍性較好的聚羧酸系減水劑，它是由兩種分子量的APEG、兩種分子量的MPEGMA、馬來(lái)酸酐、丙烯酸、烷基酚聚氧こ烯醚等為原料合成的。該減水劑具有較高的減水率和較好的保坍性，且與含泥量高的砂、石有較好的適應(yīng)性。不足之處在于單體組成復(fù)雜，不適合エ業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。綜上所述，以往的發(fā)明要么產(chǎn)品性能不夠理想，要么エ藝過(guò)于復(fù)雜。本發(fā)明在考慮了以上發(fā)明所存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了一種減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑及其制備方法，該產(chǎn)品在性能上較其他聚羧酸系減水劑具有較大的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷和市場(chǎng)需求，提供一種減水率高、保坍性好，且與水泥適應(yīng)性好的聚羧酸系減水劑及其制備エ藝。
有研究表明，聚羧酸系減水劑分子結(jié)構(gòu)中側(cè)鏈密度對(duì)減水劑性能有較大的影響。側(cè)鏈密度大，減水劑的分散性和保坍性均有所提高。然而側(cè)鏈密度過(guò)大則使主鏈中陰離子官能團(tuán)含量過(guò)少，且減水劑的聚合活性將顯著減低，對(duì)減水劑性能造成負(fù)影響。本發(fā)明提出的減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑，由單體A、單體B、單體C、單體D和引發(fā)劑按以下重量百分配比進(jìn)行水溶液共聚合而成；
1)單體A:其結(jié)構(gòu)通式如下
權(quán)利要求
1.一種減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑，其特征在于，由單體A、單體B、單體C、單體D和引發(fā)劑按以下重量百分配比進(jìn)行水溶液共聚合而成； 1)單體A:其結(jié)構(gòu)通式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑，其特征在于，所述單體A中R1和R4為氫原子，R2為甲基，R3為亞甲基的甲基烯丙基聚氧乙烯醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑，其特征在于，所述單體D是丙烯酸甲酯。
4.一種如權(quán)利要求I所述的減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑的制備工藝，其特征在于具體步驟如下 O按配比將單體A、單體B和單體C加入反應(yīng)釜中，然后加入去離子水配制成水溶液，控制單體混合水溶液的溶度在2(Γ40% ； 2)—邊攪拌升溫一邊用氮?dú)獯祾叻磻?yīng)器，當(dāng)升溫到6(T90°C，開(kāi)始滴加單體D及引發(fā)劑配制的水溶液，滴加時(shí)間為3(T90min，保溫反應(yīng)3(T90min ；3)降溫至2(T40°C，加入堿液中和，使PH值為6. (Γ8. O，得減水劑溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減水率高、保坍性好的聚羧酸系減水劑及其制備方法，它是由58~92%的單體A、3~16%的馬來(lái)酸酐、2~22%的甲基丙烯酸檸檬酸酯和2~15%的單體D共聚合而成。本發(fā)明公開(kāi)的聚羧酸系減水劑在較低摻量下即可使水泥達(dá)到較高的分散性和較好的保坍性，且與水泥的適應(yīng)性較好，可有效抑制混凝土坍落度損失并顯著增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度。本發(fā)明還公開(kāi)了所述減水劑的制備方法，該方法具有簡(jiǎn)便易行、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B103/30GK102838314SQ20121033285
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者孫振平, 楊輝, 水亮亮 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)