一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土外加劑，具體為一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近年來我國混凝土的發(fā)展，混凝土的各方面性能不斷提高，對混凝土減水劑 的要求也越來越高。減水劑是較重要的一種混凝土外加劑，按其減水率大小，可分為普通減 水劑（以木質(zhì)素磺酸鹽類為代表），高效減水劑（包括萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族 系等）和_性能減水劑（以聚竣酸系_效能減水劑為代表）。
[0003] 聚羧酸減水劑，是以羧酸類接枝聚合物為主體的外加劑，一般是由含有端烯基的 聚醚大單體和不飽和羧酸(鹽）小單體水溶液共聚合而成，具有摻量低、減水率高、坍落度損 失小、與水泥適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且可提高混凝土中粉煤灰、礦粉等混合材的用量，能大幅度 節(jié)約水泥，還可配置高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土。基于上述優(yōu)點(diǎn)，聚羧酸減水劑被廣泛用于高速鐵 路、橋梁、水利等要求高強(qiáng)度、高耐久性、高水泥適應(yīng)性混凝土的工程中。
[0004] 聚羧酸減水劑的使用在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也暴露了許多問題，例如，普通型的 聚羧酸減水劑會顯著延緩水泥的水化，尤其在低溫環(huán)境下，會造成混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展 緩慢，這就限制了普通聚羧酸減水劑在寒冷環(huán)境的使用，也制約了其在預(yù)制構(gòu)件中的應(yīng)用。
[0005] 目前，較為常用的混凝土早強(qiáng)劑主要有氯鹽系、硫酸鹽系、碳酸鹽系、有機(jī)物系、礦 物類及復(fù)合早強(qiáng)劑?，F(xiàn)有的早強(qiáng)劑只能將混凝土 3天、7天強(qiáng)度提高30%~60%，且易引入 氯離子或堿金屬，氯離子易引起鋼筋銹蝕，堿金屬含量過高易引起堿集料反應(yīng)，兩者均會導(dǎo) 致結(jié)構(gòu)損壞。
[0006] 專利CN101205128B提供了一種早強(qiáng)型聚羧酸系高性能減水劑及其制造方法，該 發(fā)明采用聚合度為37和54的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸鈉在氧 化還原引發(fā)體系條件下五元共聚制備。由于烯丙基聚氧乙烯醚的活性相對較低，聚合反應(yīng) 完成后，在聚合溶液中有部分殘留，會對最終聚合物的減水性能和混凝土性能帶來不利影 響。
[0007] 專利CN101376576B提供了一種早強(qiáng)型聚羧酸系高性能減水劑及其制備工藝，該 發(fā)明采用兩種不同鏈節(jié)數(shù)的聚乙二醇單醚丙烯酸酯類大單體、（甲基）丙烯酸、烯丙基磺酸 鈉或甲基丙烯磺酸鈉、聚醚丙烯酸酯類單體在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，采取一次投料的方式進(jìn)行 共聚反應(yīng)，由于（甲基）丙烯酸等單體活性較強(qiáng)，容易自聚，影響單體間的共聚效果，分子量 難于控制，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的性能下降。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有的聚羧酸減水劑，或因引入腐蝕性物質(zhì)會對所施用的建筑結(jié)構(gòu)造 成破壞，或因聚合單體的種類、用量等選擇不當(dāng)，致使聚羧酸減水劑在使用過程中無法達(dá)到 良好的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種性能穩(wěn)定、對水泥適應(yīng)性強(qiáng)、超早強(qiáng)型且對環(huán) 境無污染的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種所述減水劑的制備方法，該方法工藝簡單、可操作性強(qiáng)、能耗 低、價(jià)格低廉。
[0011] 一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，包括由A、B、C、D四種單體聚合形成的共聚物，所述四 種單體的結(jié)構(gòu)式如下：
[0012] 1)單體 A:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，包括由A、B、C、D四種單體聚合形成的共聚物，所述四種 單體的結(jié)構(gòu)式如下： 1) 單體A :
其中，R1為-H或-CH3, R2為含2~4個(gè)碳原子的亞烷基，R3為-H或-CH3, η為30~ 100 ； 2) 單體B :
其中，R4為-H或-CH3, m為15~70 ; 3) 單體C :
式中 R5 為-H，-CH3,或-CH2COOH ; 4) 單體D :
所述四種單體的重量百分比分別為：A :70%~80%，B :10%~22%，C :3%~9%，D :3%~ 5% ;所述重量百分比以所述四種單體的重量之和為基準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，其中，所述共聚物的重均分子量為10000~ 40000。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，其中，所述單體A的重均分子量為800~ 5000。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，其中，所述單體B的重均分子量為500~ 4000。
5. -種權(quán)利要求1的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑的制備方法，包括將所述四種單體、引發(fā)劑 及鏈轉(zhuǎn)移劑加入溶劑中，通過溶液聚合制得所述共聚物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述溶液聚合的反應(yīng)溫度為60°C~80°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述溶液聚合的反應(yīng)時(shí)間為4~6小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀、偶氮二異丁脒 鹽酸鹽中的一種或幾種，所述引發(fā)劑的用量為所述四種單體總質(zhì)量的0. 1%~2%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑選自巰基乙酸、2-巰基丙酸、3-巰基丙 酸中的一種或幾種，所述鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為所述四種單體總質(zhì)量的〇. 1%~〇. 6%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至9任一項(xiàng)的方法，包括將所述四種單體加入所述溶劑的步驟；向 所述溶劑中滴加所述引發(fā)劑的步驟；向所述溶劑中滴加所述鏈轉(zhuǎn)移劑的步驟；其中，所述 引發(fā)劑的滴加時(shí)間為3~5小時(shí)，前1~2小時(shí)滴加所述引發(fā)劑用量的2/3,剩余時(shí)間滴加 所述引發(fā)劑用量的1/3。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，包括由四種單體聚合形成的共聚物。本發(fā)明還提供了一種所述早強(qiáng)型聚羧酸減水劑的制備方法。本發(fā)明所提供的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑與水泥等砂石料作用時(shí)能更好的發(fā)揮其空間位阻效應(yīng)，混凝土和易性好，無泌水、離析現(xiàn)象出現(xiàn)。
【IPC分類】C08F283-06, C04B24-16, C08F220-06, C08F2-38, C08F220-58, C04B103-30
【公開號】CN104628967
【申請?zhí)枴緾N201310562289
【發(fā)明人】朱建民, 劉兆濱, 董振鵬, 周立明, 劉曉杰
【申請人】遼寧奧克化學(xué)股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月11日