[发明专利]一种基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法和在混凝土中的应用

说明书

本发明属于混凝土高效减水剂技术领域，公开了一种基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法和在混凝土中的应用。本发明的基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂由包括以下质量份的组分通过链转移反应得到：1～40份不饱和的木质素聚醚单体；99～60份不饱和聚氧乙烯醚；9～16份不饱和羧酸；所述不饱和的木质素聚醚单体由包括以下质量份的组分反应得到：100质量份不饱和聚氧乙烯醚，30～120质量份木质素。本发明的基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂具有较好的保水性，且对水泥体系的黏度有一定的降低作用，在控制混凝土初始流动度相同情况下，木质素聚醚用量增多，黏度降低效果越明显，有利于降低能耗，可应用于混凝土中。

技术领域

本发明属于混凝土高效减水剂技术领域，特别涉及一种基于木质素聚醚单体的聚羧酸减水剂及其制备方法和在混凝土中的应用。

背景技术

聚羧酸系高性能减水剂在现代建筑材料中有着无法替代的地位，它具有低掺量、高减水率、高分散性、高保坍性和生产中无污染等优点，另外聚羧酸分子结构可设计性强，使得广大研究者可以根据所需要的功能设计相应的结构。但是聚羧酸减水剂存在着无法避免的缺点，比如：①聚羧酸系减水剂对胶凝材料的适应性问题，不同厂家、不同批号的聚羧酸系高效减水剂与某些水泥会严重不适应，导致发往工地的混凝土不能正常使用。②聚羧酸系减水剂对砂的含泥量敏感性问题，粘土的存在会降低甚至丧失聚羧酸减水剂对水泥、混凝土的分散能力。当泥掺量达到15％时，聚羧酸减水剂由于泥的存在已无分散作用。③聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性问题，聚羧酸减水剂对复配组分具有较强的选择性，与萘系减水剂“水火不容”，对于聚羧酸减水剂与常规减水剂不能复合使用的机理尚不清楚，目前也没有良好的解决措施。

木质素磺酸盐作为第一代减水剂，虽然减水率比较低，但是具有较好的引气性、缓凝性、保水性，尤其是经过改性的木质素，具有更加优异的性能，广泛地被用作各类混凝土外加剂。研究表明，聚羧酸减水剂与木质素磺酸盐的相容性良好，在聚羧酸减水剂中引入木质素，可以解决聚羧酸高掺量下泌水、板结的问题，增强聚羧酸的分散性、保水性、保坍性。据文献报道，目前在聚羧酸减水剂中引入木质素的方法主要有两种。一种方法是直接将木质素磺酸盐与聚羧酸复配。但是，聚羧酸减水剂与木质素磺酸盐的复配并不能改变聚羧酸减水剂的分子结构，改性效果难以保证。且当木质素磺酸盐用量较大时，反而会大大降低聚羧酸的分散性能。另一种方法是直接以木质素磺酸盐作为一种大单体，与聚羧酸减水剂的大单体进行聚合反应，得到木质素接枝的聚羧酸减水剂。但木质素磺酸盐中的不饱和双键含量比较低，因此这种方法反应效率低下，也难以达到改性目标。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂。

本发明提供的木质素聚醚型聚羧酸是一种结构可调控的聚羧酸，其分子结构可控性强。本发明减水剂中不仅可控制木质素在聚羧酸中的引入量，更关键的在于将木质素结构成功引入到聚羧酸分子结构中，改变了聚羧酸减水剂的结构和性质；所得减水剂具有较好的保水性，且对水泥体系的黏度有一定的降低作用，在控制混凝土初始流动度相同情况下，随着木质素聚醚用量的增多，对水泥浆体的黏度降低效果越明显，有利于在搅拌、泵送过程中降低能耗。

本发明另一目的在于提供上述基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明方法以木质素为原料，通过与不饱和聚醚进行接枝取代反应，首先制备不饱和的木质素聚醚单体；再与聚羧酸单体进行自由基聚合反应，得到木质素聚醚型的聚羧酸减水剂。

本发明首先制备得到的不饱和的木质素聚醚单体，其聚醚接枝量可调控；再与聚羧酸单体反应时，也可通过调整木质素聚醚的用量，从而获得多种不同结构的木质素聚醚型聚羧酸。

本发明再一目的在于提供上述基于木质素基聚醚单体的聚羧酸减水剂在混凝土中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：