[发明专利]动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法及其应用，属于混凝土外加剂技术领域。 

背景技术

经过多年的发展，聚羧酸系分散剂依靠其掺量低、减水率高、保坍能力比萘系减水剂强、制备过程无污染等优点，已经成为制备高性能混凝土不可缺少的关键组分，也成为了国内外研究的热点。梳形结构的聚羧酸系分散剂基本上都是由羧基、羟基、磺酸基等基团组成的主链和聚亚烷基二醇醚大分子组成的侧链构成。主链上的极性阴离子基团对带正电性的水泥颗粒产生静电吸附，提供聚羧酸系分散剂的锚固作用，这种离子键作用具有较强的倾向性，一般情况下属于不可逆行为；另外，长侧链增加了空间位阻效应，并形成较厚的吸附水膜，使聚羧酸系分散剂对水泥颗粒的分散稳定效果更加明显。 

由于聚羧酸系分散剂可以灵活通过调整分子内组成达到不同的性能，多篇中国专利已经公开了相关聚羧酸系分散剂及其制备方法。这些方法大体上可以分为两大类，一类是采用不饱和羧酸或者磺酸类单体与带有双键的聚乙二醇醚作为主要成分进行共聚形成具有梳形结构的聚合物，根据这些制备方法得到的常规聚羧酸系分散剂具有较大的减水性能，但这种分子的吸附基团一旦在水泥颗粒表面进行吸附就很难脱离，并随着水泥水化产物的逐渐生成而逐渐被掩埋，使聚羧酸系分散剂的分散能力逐渐丧失，造成混凝土流动能力降低，产生明显的混凝土坍落度损失。另一类采用分子中引入酯类物质、不饱和羧酸单体和带有双键的聚乙二醇醚进行共聚制备保坍型聚羧酸系分散剂，但这种方法由于引入的酯类单体降低了分子内吸附基团的密度，势必会降低聚羧酸系分散剂的减水能力，无法达到同时兼顾减水和保坍性能。 

常规聚羧酸系分散剂由于其较强的吸附能力能够提供良好的分散能力，但同时势必造成混凝土体系中残存的超塑化剂分子数量不足，从而造成其保坍能力不足。目前最有效缓解掺有聚羧酸系分散剂的高性能混凝土流动性损失的办法为超掺外加剂或者额外添加保坍组分，这种做法无疑会导致外加剂掺量偏高，不可避免的提高了混凝土成本，同时对混 凝土的初始流动度和后期流动度无法准确控制，从而增加了操作难度。因此，开发一种同时具备减水和保坍能力的新型聚羧酸系分散剂及其制备方法达到一次添加持续分散的效果是非常必要的，这也是减少外加剂掺量、降低施工难度，更好的提高混凝土质量的重要需求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种在水泥强碱性环境下会发生分子结构变化的动态聚羧酸水泥分散剂、其制备方法，这种聚合物在掺入混凝土体系后的不同时间段具有两种不同性质的吸附基团，从而达到超低掺量条件下持续对混凝土进行分散的效果。 

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的技术方案是： 

一种动态聚羧酸水泥分散剂的制备方法，由摩尔比为1∶(2～10)的单体A和单体B聚合而成，所得的动态聚羧酸水泥分散剂的分子量为2～8万； 

所述单体A的结构式为： 其中，R₁为H或CH₃；X为O、CH₂O或CH₂CH₂O；p为20～200的整数； 

所述单体B的结构式为： 其中，R₂为H或CH₃；R₃为 n为1～4的整数。 

上述动态聚羧酸水泥分散剂的分子量太小或太大，其对混凝土的分散性能和坍落度保持性能都不好。 

所述单体A为乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚或3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中一种或两种以上任意配比的混合物；所述单体B为对羟基苯磺酸丙烯酸酯、羟甲基磺酸丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸丙烯酸酯、4-羟基丁磺酸丙烯酸酯、对羟基苯磺酸甲基丙烯酸酯、羟甲基磺酸甲基丙烯酸酯、2-羟基乙磺酸甲基丙烯酸酯、3-羟基丙磺酸甲基丙烯酸酯或4-羟基丁磺酸甲基丙烯酸酯中一种或两种以上任意配比的混合物。