[发明专利]一种超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚羧酸保坍剂及其制备方法，尤其涉及一种超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法。

背景技术

与萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐等高效减水剂相比较，聚羧酸减水剂具有更为优异的性能，突出表现为掺量低、减水率高、新拌混凝土流动性及保坍性好、低收缩、增强潜力大、环境友好等特点，现已成为近些年乃至今后发展与应用的方向。目前，聚羧酸高性能减水剂已经成为混凝土外加剂最新产品的代表，其研究和应用得到了国内外专业技术人员和施工人员的高度重视。我国近几年在聚羧酸高性能减水剂的研究和应用方面取得了快速发展，应用也从重大工程逐渐向民用土木工程转移，其用量将会不断增加。

但是，由于国内水泥品种众多且水泥品质波动较大、混凝土砂石料品质较差等众多原因，例如，含泥量和含石粉量很高以及某些机制砂品质很差等。采用通用型聚羧酸减水剂所配置的混凝土也会出现一些问题，而其中坍落度经时损失过大是最常见的主要问题。尤其是长时间长距离运输时，就会导致混凝土坍落度损失很快，这不但影响施工，还会极大的影响混凝土的性能及质量，由此在一定程度上制约了聚羧酸减水剂的推广。

为了解决以上问题，一般方法是复配一些缓凝剂和保水剂；但该方法效果不明显且适应性较差，复配不当还可能影响混凝土性能。这就使得寻求更为便于应用且更有效的途径解决该问题成为研究热点。例如，现有技术CN201110431156.1公开了一种缓释保坍型聚羧酸减水剂的制备方法。该方法的具体步骤为将不饱和聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸酯类单体、交联单体、引发剂、链转移剂和水，在反应温度80～90℃，反应时间为4～7个小时，然后降温至35℃～40℃，调节溶液pH值至中性，得到无色透明的溶液，即为缓释保坍型聚羧酸减水剂。该发明使用的交联单体来源并不广泛，并从净浆流动度数据和混凝土实验的数据，可知坍落度保持能力不是特别优异。CN201110444561.7公开了一种聚羧酸混凝土保坍剂的制备方法，该保坍剂是由改性聚醚与不饱和羧酸于水溶液中，采用氧化还原体系，在链转移剂的作用下，合成的聚羧酸类共聚物；其中，改性聚醚与不饱和羧酸的摩尔比为1∶(1.0-7.0)，氧化剂用量为改性聚醚与不饱和羧酸总量的重量比0.2％～5.0％，还原剂的用量为改性聚醚与不饱和羧酸总量的重量比0.02％～4.0％，链转移剂为改性聚醚与不饱和羧酸总量的重量比0.03％～6.0％。该发明采用氧化还原体系共聚，反应速度并不快，并且从净浆和混凝土实验的数据可知坍落度保持能力不是特别优异，还要进行改性聚醚的合成，总之，也不是一种理想的解决办法。CN201010617174.4中公开了一种聚羧酸高保坍剂的制备方法，包括：1)在反应釜底中投入马来酸酐和聚乙二醇，通氮气排空升温制成混溶液；2)待温度稳定，物料完全溶解后缓慢加入催化剂，然后逐步升温并进行保温；3)保温结束后降温，加水调节成50％马来酸酐聚乙二醇二酯溶液待用；4)将烯丙基聚乙二醇类聚醚、马来酸酐、马来酸酐聚乙二醇二酯按比例加入到反应釜中，升温加入引发剂，同时分别滴加丙烯酸、链转移剂与还原剂的水溶液，后维持温度进行熟化，冷却降温加碱中和即得聚羧酸高保坍剂。该发明虽然较低掺量下一定程度上大幅改善混凝土保坍性能，但是使用较低掺量的数值仍然较高，同时，由于生产过程中氮气的通入，使得生产工艺较为复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种采用不饱和聚醚多元醇醚TPEG作为活性功能大单体，并选择有相应聚羧酸基团的不饱和小单体及相关助剂，在水溶性体系中通过自由基聚合制备超缓释型聚羧酸保坍剂的方法，可安全有效地解决混凝土坍落度损失的问题。本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种超缓释型聚羧酸保坍剂，由单体A：改性聚氧乙烯醚(TPEG)、单体B：马来酸酐或聚乙二醇马来酸酯类、单体C：丙烯酸、单体D：丙烯酸羟烷基酯或乙酸乙烯酯、引发剂、链转移剂、水，通过自由基共聚反应，加碱性溶液中和制备而成；其中，其中，单体A、单体B、单体C、单体D的摩尔比为1∶1.0～2.5∶1.0～2.5∶2.0～4；引发剂用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的1％～8％；链转移剂用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的1％～3％。

进一步，单体A、单体B、单体C、单体D的摩尔比为1∶1.5∶2.0∶3.5；引发剂的用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的2.5％；链转移剂的用量为单体A、单体B、单体C和单体D总摩尔数的2％。

进一步，所述改性聚氧乙烯醚(TPEG)为分子量为2400的异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)。