[发明专利]改性聚羧酸高性能减水剂及其生产方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及减水剂技术领域，是一种改性聚羧酸高性能减水剂及其生产方法和使用方法。

背景技术

混凝土是土木、建筑、水利和高速铁路等工程中使用十分广泛的材料，中国目前各大城市新建造的商品混凝土集中搅拌站能提供稳定优质的混凝土，这无疑可加快建筑施工的进度和提高工程质量。随着商品混凝土的发展，促进了混凝土外加剂的技术，混凝土外加剂已经成为混凝土中必不可少的一种有用组分，在混凝土生产技术中起到核心作用，是决定混凝土质量的关键。而高效减水剂作为一种重要的混凝土外加剂，它不仅能大大提高高强混凝土的力学性能，而且提供简便易行的施工工艺。

现有公知的聚羧酸系高性能减水剂是第三代减水剂，以其环保和高减水率而闻名，目前应用越来越广泛，不仅用于C40-C100高强混凝土通过复配还可以用于C10-C30低标号混凝土，其经济性能优越于萘系减水剂，而且掺聚羧酸系高性能减水剂的混凝土各项性能优于掺萘系减水剂的混凝土（新拌混凝土和易性、硬化后的混凝土强度以及耐久性等性能比掺萘系减水剂的混凝土有质的飞跃）。

80年代日本首次研发的新型聚羧酸系高性能减水剂是一种完全不同于NSF、MSF的较为理想的减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并在低水灰比时具有低粘度和坍落度保持性能，且与不同水泥有更好的相容性，而且能够提供简便易行的施工工艺，因而广泛应用于土木、建筑、水利和高速铁路等工程，发挥了不可或缺的作用。

日本、美国、德国等发达国家早已开展多系高效减水剂研发，且品种繁多已经形成路各种系列产品供工程用户选用。起初，最广泛使用的有木质素磺酸盐（木钙，木钠）减水剂，用于C25,C30等混凝土中，也有用制糖工业中用减水剂做缓凝剂，但使用范围有限，满足不了日益增长的需求。随着国外高层的建筑、超高层的建筑、大跨度桥梁以及高性能混凝土快速发展，需要减水率更高的高效减水剂。上世纪60年代日本花王公司开发了β-萘磺酸甲醛缩合物，并在使用中不断完善。这种减水剂减水效果好，但缺点是有副产物生成，对环境会造成污染，目前仍在世界各地广泛应用。随后，德国开发成功的Melment即磺化三聚氰胺甲醛缩合物高效减水剂，由于其性能与萘系高效减水剂接近，含气量低，颜色浅，特别适用于蒸养预制混凝土构件中，但这类减水剂原料有限，价格偏高，尚不能满足市场需要。

现有公知的聚羧酸系高性能混凝土减水剂最早是80年代中期由日本首先开发应用成功的新型混凝土外加剂，在众多高性能减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸系减水剂具有减水率高，混凝土坍落度经时损失小，掺量低等优点而成为当前混凝土外加剂研发的热点。

中国直到上个世纪80年代末才真正开始使用高效减水剂，90年代才相继开发了氨基磺酸盐高效减水剂，羟基磺酸盐缩合物（脂肪族）高效减水剂以及蒽系高效减水剂等产品，虽然，近年来国内也相应开展了聚羧酸系高性能减水剂的研究。如公开号为CN1316398A的中国专利文献公开了一种聚羧酸系引气高效混凝土减水剂，其将甲基聚氧乙烯醚、对苯二酚和甲苯磺酸放入反应容器中，经85±3℃条件下搅拌溶解后滴加甲基丙烯酸甲酯，保温反应8个小时左右，生成甲基丙烯酸甲基聚氧乙烯醚酯，再向第一步反应产物中加入一部分丁酮，搅拌后用余下的丁酮溶解甲基丙烯酸和过氧化二苯甲酰，后向甲基丙烯酸甲基聚氧乙烯醚酯中滴加以发生聚合反应，同时要控制滴速度和反应温度，经约3个小时反应完成后减压蒸馏，蒸出有机溶剂后得到聚羧酸系高性能减水剂。

上述现有公知的聚羧酸系高性能混凝土减水剂，其生产工艺十分复杂，反应条件苛刻不易控制，且反应对设备要求高，不利于工业生产。另外，还有一些现有公知的聚羧酸系高效减水剂的制备过程中有涉及到以甲苯为溶剂，甲苯为有毒有机溶剂，对环境和人体有害。

发明内容

本发明提供了一种改性聚羧酸高性能减水剂及其生产方法和使用方法，克服了上述现有技术存在的问题，其工艺简单、操作简便、易于控制、便于推广应用、减水率高、不污染环境、生产成本低、性价比高、便于贮存运输。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种改性聚羧酸高性能减水剂，其按下述原料重量份而生产得到：甲基烯丙醇聚氧乙烯醚1份至3份、异戊烯醇聚氧乙烯醚1份、丙烯酸0.4份至0.6份、甲基丙烯酸0份至0.5份、马来酸酐0份至0.1份、双氧水0.002份、过硫酸铵0.001份至0.002份、水5份至6份，其中，pH控制在6.5至7.5，甲基烯丙醇聚氧乙烯醚的分子量为150至6000，异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量为200至6000。