[发明专利]一种缓蚀型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料中混凝土外加剂领域，尤其涉及一种缓蚀型聚羧酸减水剂及其制备方法，该缓蚀型聚羧酸减水剂包括以下质量份数的组分：聚醚大单体280～350份、不饱和羧酸小单体33.5～51.5份、缓蚀组合物30～55份、引发剂80.9～122.4份、液碱10～25份、双氧水1.5～3.5份和水400～600份，所述聚醚大单体为甲基氨基烯丙醇聚氧丙烯醚或2‑氨基‑3‑羟丙基乙烯基醚聚氧丁烯醚中的至少一种，所述缓蚀组合物为羧化聚苯胺三聚体/十六烷基三甲基溴化铵改性氧化石墨烯或羧化聚苯胺二聚体/硅烷偶联剂改性氧化石墨烯中的至少一种。本发明通过原位共聚的方式制备得到的缓蚀型聚羧酸减水剂能够显著增强钢筋的抗腐蚀效果，且整个制备工艺安全可靠、操作简便、对环境友好。

技术领域

本发明涉及建筑材料中混凝土外加剂领域，尤其涉及一种缓蚀型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

在混凝土中加入钢筋形成钢筋混凝土可以有效改善混凝土的强度和抗折、抗拉性能，提高混凝土的耐久性。混凝土是一种强碱性物质，pH值高达12～13，在此碱性环境中钢筋容易发生钝化作用，使钢筋表面被钝化膜所保护，不会发生锈蚀。但是，我国内陆有大范围的盐碱地，而且北方地区冬季使用氯盐融雪剂，钢筋表面生成的钝化膜会被氯离子侵蚀而渐渐失去保护作用，导致上述地区的钢筋锈蚀程度较严重。在海洋环境、码头、滨海设施和水工工程等区域中，钢筋混凝土因钢筋锈蚀还会造成的建筑物破坏和人员伤亡，产生了巨大的资源浪费和安全隐患。

然而作为第三代混凝土减水剂的聚羧酸减水剂并不能解决防腐性不良、钢筋易锈蚀的问题，因此发明一种具有缓蚀、防腐蚀性能的新型聚羧酸减水剂势在必行。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种的缓蚀型聚羧酸减水剂，该减水剂不仅拥有优异的减水性能，还具有防止钢筋锈蚀的防护功能。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种缓蚀型聚羧酸减水剂，包括以下质量份数的组分：聚醚大单体280～350份、不饱和羧酸小单体33.5～51.5份、缓蚀组合物30～55份、引发剂80.9～122.4份、液碱10～25份、双氧水1.5～3.5份和水400～600份，所述聚醚大单体为甲基氨基烯丙醇聚氧丙烯醚或2-氨基-3-羟丙基乙烯基醚聚氧丁烯醚中的至少一种，所述缓蚀组合物为羧化聚苯胺三聚体/十六烷基三甲基溴化铵改性氧化石墨烯或羧化聚苯胺二聚体/硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的至少一种。

其中聚醚大单体的数均分子量为2200～2400g/mol，热分解温度180～200℃。

相比于现有方法，本发明提供的缓蚀型聚羧酸减水剂，具有以下优势：

(1)上述聚醚大单体具有疏水的长支链，空间位阻较大，不仅能够改善水泥颗粒表面的吸附状态，减少对水分子的吸附和包裹，还能减少混凝土颗粒的聚集，释放包裹在混凝土聚集体中的多余水分，提高混凝土的流动性，并且分子链上含有-CH₂OH、-NH₂和-COOH等亲水性官能团，在混凝土水化过程中都带有相同的负电荷，同种电荷间具有静电斥力作用，可以阻止混凝土颗粒的聚集，使混凝土颗粒更有效地分散，释放多余水分。

(2)本发明通过在聚羧酸减水剂分子中引入缓蚀组合物，将-COOH、-NH₂和-OH等极性基团引入到分子结构中，形成化学键吸附在金属表面，使金属表面形成致密的氧化物钝化层，隔离有害物质与钢筋的接触，阻止金属的阳极腐蚀；同时，聚醚大单体中的-NH₂能够在金属的阴极腐蚀反应中结合H⁺，降低阴极反应速率，增强钢筋的抗腐蚀效果。改性氧化石墨烯中的羟基、羧基和环氧基团与混凝土中的水泥相互作用，形成致密、均匀的网状结构，减少混凝土颗粒的聚集，释放包裹在混凝土聚集体中的多余水分，引导水泥水合产物进一步交联生长，增强水泥强度，延长或阻隔腐蚀介质进入到钢筋表面的时间，在提高混凝土和易性的同时，保护钢筋长期服役情况下不被腐蚀。