[发明专利]一种超高分散型减水剂及其制备方法

说明书

一种超高分散型减水剂及其制备方法。涉及混凝土外加剂领域。包括以下重量份的组分：超支化聚醚：40~85份；改性烷撑烯基聚氧乙烯醚：110~150份；丙烯酸：16~25份；甲基丙烯磺酸钠：10.0~15.0份；引发剂：1~6份；链转移剂：0.7~4份；还原剂：0.23~2份；水：180~300份。所述改性烷撑烯基聚氧乙烯醚为乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、4‑羟丁基乙烯基聚乙二醇醚中的一种或几种。本发明提高混凝土耐久性，延长使用寿命，减少因建筑物拆除造成的碳排放、建筑垃圾等环境污染。通过降低水泥用量、减少用水量。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，涉及一种超高分散型减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂（PCE）作为第三代高性能减水剂的代表，具有掺量低、减水率高、增强效果显著、保坍能力强、与水泥适应性好、绿色环保等特点，在混凝土外加剂行业备受青睐。PCE的分子结构具有可设计性，可根据使用需要制备具有不同功能特点的产品，占据了目前国内混凝土减水剂市场约80%以上的份额，已成为促进混凝土技术发展的重要手段。UHPC混凝土(即超高性能混凝土)现有问题的解决，离不开PCE性能的提升。

PCE性能提升的关键因素在于其主要原料——聚醚大单体的分子结构。目前国内聚醚大单体的主流产品是异丁烯基聚乙二醇醚（HPEG）、异戊烯基聚乙二醇醚（TPEG）以及近两年新问世的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（VEPEG，2+2或2+2+2结构）和4-羟丁基乙烯基聚乙二醇醚（VBPEG，2+4结构）。

采用现有聚醚大单体制备的常规结构PCE其减水率通常在25%~35%，在混凝土中的饱和掺量通常在1.0%~2.0%，因此极限减水率难以突破50%。大量实践证实，UHPC水胶比的略微降低即会导致流动性大幅下降、粘度大幅提高，此时即使翻倍提高PCE的掺量，也无法改善工作性，导致UHPC水胶比可降低的空间十分有限，从而大大限制了UHPC强度的提升。因此必须采用更高减水率和更高分散型的PCE才能实现。

聚醚大单体作为合成PCE 的主要原料，是影响PCE性能的最关键因素。但采用现有聚醚，仅靠改变主链结构、优化合成工艺的手段，PCE性能提升空间十分有限。

现有专利文献中，如申请号为201911411810 .5，2020年04月28日公布的发明专利；一种高适应性聚羧酸减水剂及其制备方法，该适用性聚羧酸减水剂的组成如下：

离子水200-216份，

聚醚大单体190-200份，

丙烯酸19-21份，

功能性单体1-2份，

链转移剂 0 .8-0 .85份，

氧化性引发剂0 .7-0 .9份，

还原性引发剂0 .25-0 .29份，

中和剂19-20份。

该专利文献中所提到的高适应行聚羧酸减水剂并未摆脱传统直链式聚醚的空间结构。同时，异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子结构存在的异构双键，虽然由于甲基的供电子效应使得聚醚聚合活性有所提高。但是其弊端也十分明显，由于异构双键中甲基支链的存在使得聚醚侧链从主链连接的根部就不可避免的发生倾斜，聚醚侧链的摆动自由度和空间位阻更是大打折扣。同时该类聚羧酸减水剂并没有突出的早强功能。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种超高减水率、高饱和掺量及良好适应性一种超高分散型减水剂及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种超高分散型减水剂，包括以下重量份的组分：

超支化聚醚：40~85份；

改性烷撑烯基聚氧乙烯醚：110~150份；

丙烯酸：16~25份；

甲基丙烯磺酸钠：10.0~15.0份；

引发剂：1~6份；

链转移剂：0.7~4份；