[发明专利]一种降粘型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种降粘型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法。其中，降粘型酯类聚羧酸减水剂，包括酯化产物、酯类大单体、丙烯酸、不饱和磺酸盐和功能单体B；所述酯化产物为功能单体A和不饱和酸通过酯化反应制得，所述功能单体A为具有苯环、硼酸根和羟基的单体；所述功能单体B为具有硅烷基、双苯环及碳氟键结构的单体。本发明通过自制的酯化产物和(1‑氟乙烯基)甲基二苯基硅烷参与共聚反应，氟的电负性较大，引入有机氟使聚羧酸分子氢键化程度增加，提高分子交联程度，使水化膜厚度增加，提高颗粒间的润滑性。同时氟碳结构具有良好的疏水性能，可以更好的释放自由水，降低粘度。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种降粘型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国建筑行业的蓬勃发展，建筑趋向于大型化、超高层化，混凝土随之向高强度、高耐久等高性能方向发展，大掺量矿物掺合料技术的应用及混凝土水胶比的降低，导致混凝土的粘度增大。另外，由于河砂资源的匮乏，大量机制砂开始应用于混凝土的配制，机制砂棱角多，级配较差，导致粘度问题更加突出，不利于高层混凝土的泵送和施工。可以通过降低水灰比、增加胶凝材料用量、提高矿物掺合料比例等方法提高混凝土强度，但是这些措施同时也会造成混凝土粘度增加，流动性下降，影响了混凝土的施工性能。

市场上聚羧酸系减水剂具有很高的减水率，可以有效降低混凝土用水量，但不能很好解决能水胶比带来的混凝土粘度变大的难题。这很大程度上制约了高性能混凝土在超高层建筑上的推广与应用。

如公告号为CN109455975B，公告日为2021年07月13日公开了降粘型聚羧酸减水剂在制备尾矿砂混凝土中的用途，以甲基烯丙醇、环氧烷烃、环氧苯基丙酸乙酯、氢化钠制备降粘型活性大单体D，再以反应单体A、反应单体B、反应单体C、降粘单体D在氧化剂和还原剂及链转移剂作用下进行进行自由基聚合，主要是通过引入疏水降粘基团甲基、苯基等赋予降粘效果,但反应步骤较复杂,且未有指导过程给。

又如公开号为CN112979887A，公开日为2021年6月18日的专利文件公开了一种改性聚羧酸及其制备方法，先将乙烯基硅烷偶联剂与氟硅烷偶联剂在异丙醇溶剂及常温下进行水解缩聚，得到硅烷改性单体，再将聚醚大单体与丙烯酸与硅烷改性单体在引发剂作用下进行聚合反应制备高分散保坍性能的聚羧酸减水剂，但反应步骤较复杂，而且未提及降粘的效果。

除此之外，现有技术还通过减水剂复配引气剂和掺入矿物掺合料来达到降粘效果，但这两种方法分别会对混凝土强度造成不利影响以及降粘效果有限的问题。因此迫切需要开发降粘型聚羧酸系减水剂，解决高性能混凝土在实际工程应用中的难题。

发明内容

为解决现有减水剂在具备降粘效果的同时会对混凝土强度造成不利影响的问题，本发明提供一种降粘型酯类聚羧酸减水剂，包括酯化产物、酯类大单体、丙烯酸、不饱和磺酸盐和功能单体B；

所述酯化产物为功能单体A和不饱和酸通过酯化反应制得，所述功能单体A为具有苯环、硼酸根和羟基的单体；

所述功能单体B为具有硅烷基、双苯环及碳氟键结构的单体。

在一些实施例中，所述酯化产物制备过程为将不饱和酸、功能单体A加入反应容器中混合，在氮气条件下，加入催化剂、阻聚剂，并调节温度120～135℃，反应4～6h，即得到酯化产物。

在一些实施例中，所述功能单体A为4-羟基苯硼酸频哪酯，其结构式为：

在一些实施例中，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种。

在一些实施例中，所述催化剂为硫酸铈、浓硫酸、对甲苯磺酸中的一种。

在一些实施例中，所述阻聚剂包括对苯二酚、二苯胺、甲基对苯二酚中的一种。