[发明专利]一种降黏型聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种降黏型聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

近年来，随着我国建筑业的发展，高标号混凝土正以其强度高、整体性好、自重小的特点，逐步进入建设市场，尤其在桥梁工程中得到大量应用。虽然采用低水胶比、高矿物掺合料混凝土具有显著的技术经济优势和社会效益，但也面临着混凝土在应用中存在黏度较大，流动速度慢的问题。

聚羧酸系减水剂具有减水率高、掺量低、高塑性强、坍落度损失小、低收缩、绿色环保和对环境友好等优点，已成为高性能混凝土必不可少的组份之一。其分子结构可设计性强，可通过控制主链聚合度、侧链密度、官能团种类来提高混凝土早期强度及解决预拌混凝土粘度偏大等问题。

然而，国内市场上降黏型聚羧酸减水剂尚处于探索阶段，研究文献非常有限。目前大多企业都是在聚羧酸减水剂母液的基础上，利用聚乙二醇作为降黏组份，来达到降低混凝土黏性的目的，并未深入研究聚羧酸分子结构对水泥基材料的黏性的影响。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有技术制备的醚型聚羧酸系减水剂导致混凝土存在早起强度偏低、黏度大、流速慢的问题，提供了一种降黏型聚羧酸系减水剂、其制备方法和使用方法。本发明制备工艺简单，操作方便，制得的降黏型减水剂在混凝土和易性不变的情况下，有效的降低了混凝土黏性，解决其流速慢问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种降黏型聚羧酸系减水剂，其包括下述重量份计的原料组分：100份异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，13～17份丙烯酸，3.7～4.1份甲基丙烯磺酸钠，2～6份甲基丙烯酸甲酯，3～5份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2～4份月桂醇，1～3份四羟乙基乙二胺，2.2～3份过硫酸铵，1.1～1.5份亚硫酸钠，1.6～2份巯基丙酸，4～8份三乙醇胺和110～150份水；所述的异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的羟值为46.75～140.25，数均分子量为400～1200。

本发明所述的降黏型聚羧酸系减水剂，较佳地由下述重量份计的原料组分组成：100份异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，13～17份丙烯酸，3.7～4.1份甲基丙烯磺酸钠，2～6份甲基丙烯酸甲酯，3～5份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2～4份月桂醇，1～3份四羟乙基乙二胺，2.2～3份过硫酸铵，1.1～1.5份亚硫酸钠，1.6～2份巯基丙酸，4～8份三乙醇胺和110～150份水；所述的异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的羟值为46.75～140.25，数均分子量为400～1200。

其中，所述的异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚是一种以异戊烯醇为起始剂合成的聚醚，为上海东大化学有限公司的市售商品。其分子结构式如下式所示：

发明人经过反复研究发现，本发明中的异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚可以与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、月桂醇、四羟乙基乙二胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯磺酸钠等发生聚合反应，产物中会相应引入羧基和磺酸基；发明人经过实验还发现：加入甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、月桂醇与四羟乙基乙二胺的减水剂对提高混凝土早期强度及降低混凝土的黏度有明显作用，聚羧酸减水剂本身具有高分散性和较高的早期强度，接枝磺酸基可以提高聚合物的分散性，促进水泥水化；减水剂的分散性越好，颗粒与水接触点变多，水化活性点增多，水化有加速趋势；减少主链羧基含量，减弱其对钙离子的络合作用，从而降低其对硅酸三钙的水化抑制作用，增加侧链长度，同时引入三乙醇胺碱中和羧酸基团，能够达到提高早期强度的目的；酰胺基为两性基团，可以降低羧酸聚合物分子对无机盐离子的敏感性，保持其伸展构象，更好地起到分散作用，一定量的酰胺基团能够起到早强作用；当水泥颗粒吸附足够的减水剂分子后，借助于磺酸基、羧基等与水分子中氢键的缔合，在水泥颗粒表面便形成一层溶剂化水膜，颗粒表面因这层水膜的隔离而相对润滑，相对滑移更容易；依靠磺酸基、羧基等阴离子的电荷斥力，使水泥颗粒得到充分分散，降低颗粒之间的内摩擦；依靠聚氧乙烯长侧链的空间位阻作用，使水泥颗粒表面形成较厚的立体包围层，在实现对水泥材料良好分散作用的同时，改善其黏性。