[发明专利]一种宽适应性聚羧酸高性能减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，具体涉及一种宽适应性聚羧酸高性能减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国大型基础设施工程的兴建，尤其是国家高速铁路和高速公路网规划的实施，对聚羧酸高性能减水剂的需求渐增。与传统的萘系高效减水剂相比，聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性好、环境友好等优点，得到混凝土工程界的普遍认可。但是，聚羧酸减水剂与水泥和矿物掺合料(粉煤灰、矿粉等)之间的适应性仍然存在，同时由于资源短缺，大量工程采用机制砂代替天然河砂，引起聚羧酸减水剂与机制砂之间新的适应性。适应性问题主要表现为新拌混凝土工作性差、坍落度损失大，通常会影响硬化混凝土的结构，最终使混凝土耐久性下降。针对适应性问题，常见的措施是将聚羧酸减水剂与和易性调节剂、保坍剂、缓凝剂等复配以改善混凝土的工作性，其中涉及到这些组分与聚羧酸减水剂之间的相容性，有时甚至发生分层，但通过复配并不能从根本上解决适应性问题。因此，从聚羧酸减水剂本身性能着手，解决其与混凝土原材料之间的适应性非常必要。

公开日为2012年6月13日，公开号为CN 102491674的中国发明专利申请分别采用分批加料方式和连续滴加方式生产减水剂型和保坍型聚羧酸母液，然后将两种母液复配，通过改变两者的复配比列来调整聚羧酸减水剂的适应性。该方法有效提高了复配后聚羧酸减水剂的保坍性能，但由于保坍母液本身的保坍能力一般，混凝土的坍落度损失仍较大，1小时坍损高达4cm。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷与不足，提供一种生产周期短、性价比高、适应性范围宽的聚羧酸高性能减水剂，本发明的另一个目的是提供一种宽适应性聚羧酸高性能减水剂的制备方法。

本发明的第一个目的通过如下技术方案实现：

一种宽适应性聚羧酸高性能减水剂，该减水剂由下列单体在引发剂作用下的水溶液体系下聚合而成：

1)单体a：甲基烯丙基聚氧乙烯醚，结构式如下：

或甲基烯丁基聚氧乙烯醚，结构式如下：

其中：n为20～70的整数，m为20～70的整数，单体a占反应体系中聚合单体总质量的50％～95％；

2)单体b：丙烯酸，结构式如下：

单体b占反应体系中聚合单体总质量的2％～30％；

3)单体c：选自马来酸酐、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上的混合物，单体c占反应体系中聚合单体总质量的0.2％～40％。

优选地，所述单体a占反应物总质量的60％～90％，n为20～60的整数，m为20～60的整数。

优选地，所述单体b占反应物总质量的2％～25％。

优选地，所述单体c占反应物总质量的0.2％～30％。

优选地，所述单体a占反应物总质量的80％～90％，n为20～60的整数,m为20～60的整数；所述单体b占反应物总质量的2％～18％；所述单体c占反应物总质量的0.2％～18％。

所述引发剂为水溶性引发剂，尤其优选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水、抗坏血酸、亚硫酸氢钠中的一种或两种或两种以上的复配，引发剂用量为反应体系中聚合单体总质量的0.2～15％。

优选地，所述引发剂为过硫酸铵、或双氧水或抗坏血酸中的一种或两种或两种以上的复配，其用量为反应体系聚合单体总质量的0.3～10％。

本发明的第二个目的通过如下技术方案实现：

一种制备如上任一所述的宽适应性聚羧酸高性能减水剂的方法，按如下步骤进行：

1)将单体a和水加入反应容器，搅拌并加热，至单体a全部溶解；

2)待温度升高至60～90℃时，分别同时开始滴加A液和B液，其中A液是单体b、单体c和水的混合溶液，B液是含有引发剂和水的混合溶液；A液连续滴定3h，B液连续滴定3.5h；

3)滴加完毕后保温80℃反应1～3h，后降温到30～50℃，加碱调节溶液pH值为5～7，即得到所述聚羧酸减水剂。

进一步地，所述B液还含有分子量调节剂。

优选地，所述分子量调节剂选用巯基丙酸或巯基乙酸。

作为另一种实施方式，本发明的第二目的还可以通过如下技术方案实现：