[发明专利]一种含脂肪族磺酸盐的早强型聚羧酸系减水剂及制备方法

说明书

本发明属于混凝土外加剂领域，公开了一种早强型聚羧酸系减水剂及其制备方法,该早强型聚羧酸系减水剂以含有不饱和双键的改性烯醇基聚氧乙烯醚、脂肪族不饱和双键的磺酸盐、不饱和羧酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺五种单体为主要原料,在引发剂和链转移剂的作用下,通过自由基引发进行水溶液共聚而得到。本发明制备的早强型聚羧酸系减水剂减水率高，早期强度提高显著,产品稳定性好，制备工艺简单，无环境污染,适用于较低温度条件下大掺量矿物掺合料混凝土的施工和预制混凝土构件的生产等方面。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，这种聚羧酸系减水剂不仅减水率高，而且缩短了混凝土的凝结时间，提高了混凝土的早期强度。

背景技术

随着建筑业的蓬勃发展，国内外的混凝土配制和施工技术取得了长足的进步，减水剂作为混凝土化学外加剂中最重要成员之一，对现代混凝土的发展起到了不可替代的作用。

早强型聚羧酸减水剂具有加快水泥水化、缩短凝结时间、明显提高混凝土早期强度等特点，能够解决低温条件下混凝土早期强度偏低给施工上带来的一系列影响，降低生产能耗，因而受到了国内外研究者的广泛关注。提高聚羧酸系减水剂早强性能的技术途径主要有两个：一是将早强组分与普通型聚羧酸系减水剂进行复配；二是通过分子结构设计，合成本身具有早强效果的聚羧酸系减水剂。与早强组分复配而成的聚羧酸系减水剂产品存在稳定性、适应性差及掺量大等问题，较难推广应用，而真正从聚合物分子结构设计上实现早强型聚羧酸系减水剂的合成研究还处于起步探索阶段，成熟产品很少。因此，通过研究聚羧酸系减水剂分子结构与性能的关系，合成出高减水、高早强性能的更优异的聚羧酸减水剂，将具有重大的经济、环境和社会意义。

专利CN101289292A提供了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法，该发明以接枝共聚羧酸系聚合物为基础，并与早强组分三乙醇胺、硫氰酸钠、硝酸钙复配，达到提高混凝土早期强度的目的。使用复配的方法提高混凝土早期强度，减水剂产品的稳定性和适应性相对较差，且掺量一般较大。

专利CN101205128A提供了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法，该发明以烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠五种单体共聚制备。烯丙基聚氧乙烯醚的活性相对较低，聚合反应结束后，聚合溶液中会有部分残留，进而降低了聚合物的减水性。

专利CN104628293A报道了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法，将不饱和聚醚DD-406、丙烯酸、丙烯磺酸钠、二一丙烯酰胺一甲基丙磺酸、丙烯酰胺五种单体在分子量调节剂存在条件下共聚制备。该专利使用的不饱和磺酸盐为丙烯磺酸钠，该原料聚合活性较低，链转移效应明显，制得的聚羧酸减水剂分子量偏低，实际应用过程中易出现保坍性能不足、综合性能失衡等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，该方法在聚合物分子结构中引入了一定量的磺酸基团、羧酸基团、酰胺基团等特殊基团，并通过控制聚合物的聚合度和侧链密度，优化梳形共聚物分子结构，加快水泥水化，得到了一种减水率高，混凝土凝结时间短、早期强度高、工作性能和适应性优良的新型早强型聚羧酸系减水剂。

本发明采用的技术方案如下：

1.一种早强型聚羧酸系减水剂及其制备方法，其特征在于：以含有不饱和双键的改性烯醇基聚氧乙烯醚、脂肪族不饱和双键的磺酸盐、不饱和羧酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酰胺五种单体为主要原料，在引发剂和链转移剂的作用下，通过自由基引发进行水溶液共聚，得到了一种早强型聚羧酸系减水剂。

2.所述的一种早强型聚羧酸系减水剂及其制备方法，其特征在于：含有不饱和双键的改性烯醇基聚氧乙烯醚为烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚及其衍生物中的一种或几种间的组合，对应分子量为2000～6000，占不饱和单体总质量65％～95％。