[发明专利]一种新型聚羧酸系减水剂及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种新型聚羧酸系减水剂及其制备方法，聚羧酸系减水剂各组分为：乙烯基聚乙二醇醚(酯)、(甲基)丙烯酸(酯)或其他乙烯基单体及衍生物、氧化剂、还原剂、水；制备方法包括：乙烯基聚乙二醇醚(酯)、还原剂、水加入到反应釜中，加热；分别滴加(甲基)丙烯酸(酯)或其他乙烯基单体或衍生物中的一种或多种单体溶液、氧化剂溶液，反应；滴加完毕，保温反应；用氢氧化钠溶液调节溶液pH值，得新型聚羧酸系减水剂产品。本发明通过将氧化石墨烯引入到聚羧酸系减水剂分子结构中，从根本上解决氧化石墨烯在外加剂及水泥基材料中的分散问题，改善水泥基材料的力学性能和耐久性能。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，尤其涉及一种聚羧酸系减水剂及其制备方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

聚羧酸系减水剂是用于水泥基材料中的一种外加剂，能够显著提升水泥基材料的工作性能、力学性能和耐久性能，现已成为混凝土中必不可少的一种组分。有研究学者指出，氧化石墨烯掺入水泥基材料中，能够调控水泥水化产物，对水泥基材料有增强增韧的作用。但目前氧化石墨烯在使用前主要是先通过超声分散、机械分散或使用表面活性剂对其进行预分散，然后再加入水泥基材料中使用。在使用过程中，氧化石墨烯在水泥基材料中仍未被较好的分散，且用于分散氧化石墨烯的表面活性剂在引入水泥基材料中会带入大量的气泡，严重影响水泥基材料的力学性能。这些问题主要是由于氧化石墨烯的比表面积较大，需水量高，导致水泥基材料的流动性能显著下降以及氧化石墨烯在水泥基材料中的分散不均匀等问题，严重限制了氧化石墨烯在水泥基材料中的应用。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术主要采用超声分散或机械分散的方法来分散氧化石墨烯，不利于实际工程应用之中；

(2)现有技术还未能很好地解决氧化石墨烯的高需水量，提升水泥基材料的流动性；

(3)现有技术主要是将氧化石墨烯直接掺加于水泥基材料中，导致分散不均匀增大，限制其在水泥基材料中应用。

解决上述技术问题的难度和意义：

难度：氧化石墨烯本身是具有一定的还原性，如果引发的单体种类不同，则对氧化石墨烯的还原性需求就不同，所以就必须增强氧化石墨烯自身的还原性。解决上述问题的难题在于如何提升氧化石墨烯的还原性，重点在于氧化石墨烯的表面化学改性。

意义：如果能够解决上述现有的技术问题，将氧化石墨烯以引发剂的形式参与自由基聚合当中，在解决氧化石墨烯在水泥基材料中分散的同时，还能结合氧化石墨烯的自身的高强度、高弹性模量、高韧性等特性，提升水泥基复合材料产品的机械性能、力学性能和耐久性能，显著扩展氧化石墨烯的应用范围。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型聚羧酸系减水剂及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种新型聚羧酸系减水剂的组分及其质量比例为：乙烯基聚乙二醇醚(酯)30～40份、(甲基)丙烯酸(酯)或其他乙烯基单体及衍生物5～15份、氧化剂0.1～2份、还原剂0.05～2份及水40～60份。

本发明的另一目的在于提供的一种新型聚羧酸系减水剂的制备方法包括：

步骤一，乙烯基聚乙二醇醚(酯)、还原剂、水加入到反应釜中，加热到20-40℃；

步骤二，分别滴加(甲基)丙烯酸(酯)或其他乙烯基单体或衍生物中的一种或多种单体溶液、氧化剂溶液，在20～60℃下，反应2～14h；

步骤三，滴加完毕，在20～60℃下，保温反应2～5h；

步骤四，用30wt.％的氢氧化钠溶液调节溶液pH值6～8，得到新型聚羧酸系减水剂产品。