[发明专利]一种低表面张力减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑外加剂技术领域，具体涉及一种低表面张力减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，包括如下步骤：将减缩功能大单体、多羟基聚合物与水加入到反应釜中，控制温度在20～60℃，然后分别加入引发剂水溶液、链转移剂水溶液和不饱和酸水溶液，得到反应产物，并通过碱性物质调整pH至6.0～7.0，即得到低表面张力减缩型聚羧酸减水剂；本发明通过共聚将减缩功能大单体大量的引入聚羧酸分子结构中，使得聚羧酸分子结构有减缩功能链段、空间位阻链段和吸附基团链段，超支化结构克服直链减缩剂易被混凝土吸附影响减缩性能的难题，同时超支化结构具有较大的空间位阻，应用在混凝土中具有较好的分散性能。

技术领域

本发明涉及建筑外加剂技术领域，具体涉及一种低表面张力减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土的脆性和收缩问题是影响其性能的重要因素，收缩导致混凝土内部产生裂缝，降低混凝土的强度，对其耐久性带来不利影响，有调查结果表明，从桥梁、路面等交通设施到沿海的海港工程结构，从民用建筑、商业建筑到工业建筑，开裂问题的影响极其广泛。因此减小混凝土收缩，控制混凝土内部缺陷的产生对改善混凝土的应用性能至关重要。

通过何种途径来减小混凝土的收缩已经成为当前工程界研究的重点。国内外常采用添加混凝土膨胀剂来补偿混凝土的干缩。膨胀剂的掺量一般占胶凝材料总量的6％～15％，掺量大且必须对混凝土进行足够的保湿养护。混凝土减缩剂通过降低混凝土毛细孔内水的表面张力、减少水分蒸发过程的收缩力来降低混凝土的收缩，以达到减少混凝土裂缝的目的。但减缩剂存在影响混凝土强度的问题且价格较高，目前还没有大面积推广使用。

聚羧酸系超塑化剂是目前市场上综合性能较好的一种混凝土外加剂，具有减水率高、坍落度损失小等优点，可以明显改善混凝土拌合物性能，是近年来研究的最热点课题之一。有研究指出，水胶比为0.28时，随聚羧酸系减水剂掺量在0.15％～0.23％范围内增高，高强混凝土初裂时间延迟，塑性收缩值呈降低趋势。在保证拌合物坍落度一致的条件下，不同外加剂对混凝土塑性收缩和抗裂性影响较明显，萘系、氨基磺酸盐系和脂肪族系减水剂均增大早期收缩和总收缩，与萘系减水剂和氨基磺酸系减水剂相比，掺聚羧酸减水剂的高强混凝土塑性收缩小，抗裂性能好，但其降低的幅度还远远不够，且减缩效果很难同减缩剂的相比。

发明内容

为解决上述背景技术中掺聚羧酸减水剂的高强混凝土塑性收缩性的降低幅度与减缩剂相比还远远不够的问题，本发明提供一种低表面张力减缩型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

将减缩功能大单体、多羟基聚合物与水加入到反应釜中，控制温度在20～60℃，然后分别加入引发剂水溶液、链转移剂水溶液和不饱和酸水溶液反应，所述引发剂水溶液、链转移剂水溶液和不饱和酸水溶液的加入优选为滴加的方式并于1～4h内完成滴加，滴加结束后优选先进行保温1～3h，进而得到反应产物，优选为控制所述反应产物的质量浓度为40％～50％，并通过碱性物质调整pH至6.0～7.0，即得到低表面张力减缩型聚羧酸减水剂；

所述减缩功能大单体的结构式为：

其中，m＝50～90，n＝2或3。

在上述方案的基础上，进一步地，所述减缩功能大单体的制备方法为：

将聚乙二醇单甲醚、马来酸酐、聚磷酸酯、催化剂和阻聚剂加入到反应釜中，在保护气体的条件下，于40～100℃下进行恒温反应，即得到减缩功能大单体；

所述聚磷酸酯结构式：

其中n＝2或3。