[发明专利]一种纳米粒子型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米粒子型聚羧酸减水剂及其制备方法。其由不饱和羧酸化合物、不饱和聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、链转移剂，丙烯酸丁酯、引发剂和水采用无皂乳液聚合法制备得到，其pH值为6‑8。所述纳米粒子型聚羧酸减水剂对水泥混凝土有高分散、高减水效果的纳米粒子型聚羧酸减水剂，同时其工艺简单，易于产业化，环保。

技术领域

本发明涉及减水剂领域，尤其涉及一种纳米粒子型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土作为重要的建筑工程材料，为了适应多种环境的要求，需要提高混凝土的综合性能，因此，研究和开发高性能混凝土显得十分重要。使用高性能减水剂不仅保证新拌混凝土具有较高坍落度和高流动性，而且硬化混凝土具有足够高的强度和耐久性。聚羧酸减水剂因其在低掺量下具有超分散性能，与混凝土具有较好的适应性，所以它在日本、欧洲和北美的推广应用很快。

聚羧酸减水剂聚合物的主链一般为线性结构，结构中保持了疏水基团和亲水基团平衡，而侧链上一般带有极性基团，梳型的分子结构在水溶液中会产生较大的空间位阻作用，而连接在主链上的低碳脂肪链等，具有疏水作用，对水溶性影响较小，可降低水分子渗透作用，调节减水剂表面活性作用，并能影响减水剂的分散性、分散保持性和引气性。基于上述分析，通过选择单体种类、合成方法、官能团种类及位置、设计减水剂的分子量分布及分子量大小、分子组装结构等影响减水剂宏观性能的各个因素，来获得所需的高性能减水剂。

但是，传统减水剂仍然存在一些问题，比如减水率、低引气、高保坍、低缓凝等性能有待进一步加强。另外，聚羧酸减水剂产品性能的稳定性较差，且复配时，对引气剂、消泡剂的选择性较强，这是因为聚羧酸的分子量、分子量分布和结构存在较大的差异。而聚醚类聚羧酸普遍存在坍落度损失大，泌水，离析抓底，耐久性、抗泥性能和混凝土外观质量较差等问题。

近年来对纳米粒子型减水剂的研究、专利报道并不多。中国专利申请CN106565921A公开了一种聚羧酸纳米粒子的制备方法，该产品所得到的的纳米粒子在水中微观形态呈线形，应用在混凝土中，保坍时间长，还具有优异的抗泥性能，但是其制备过程复杂，价格昂贵。中国专利申请CN105037658A合成了一种具有高减水性能的减水剂，但是其保坍性能较差，净浆流动度经时损失大。而且所合成的减水剂抗泥性能一般，对水泥性能适应性较差。

综上所述，这些专利申请合成的减水剂抗泥性能较差，对原材料变化适应性较差。同时现有的纳米减水剂合成工艺成本较高，条件苛刻，添加了乳化剂，后处理复杂，以及易导致环境污染等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对水泥混凝土有高分散、高减水效果的纳米粒子型聚羧酸减水剂，同时其工艺简单，易于产业化，环保。

为实现上述目的，本发明提供一种纳米粒子型聚羧酸减水剂，其由不饱和羧酸化合物、不饱和聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、链转移剂，丙烯酸丁酯、引发剂和水采用无皂乳液聚合法制备得到，pH值为6-8；优选的，pH值为7。

进一步，所述不饱和羧酸化合物、不饱和聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、链转移剂，丙烯酸丁酯、引发剂和水的重量比为(9.5-20)：(102.5-200)：(1.5-3.6)：(0.5-1.0)：(30-50)：(0.5-2)：(222-350)。在该比例下，具有更好的减水分散效果。

进一步，所述不饱和羧酸化合物为甲基丙烯酸或丙烯酸。

进一步，所述不饱和聚醚为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、异戊烯基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚或者烯丙基聚氧乙烯醚中的一种。

任选的，所述链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸；

任选的，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

进一步，包括如下步骤，