[发明专利]一种有机膦酸盐混凝土保塑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料中的混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种有机膦酸盐混凝土保塑剂，特别涉及该种保塑剂的制备方法。

背景技术

当前，随着我国经济的发展和大型工程的建设，大体积、髙泵程的混凝土工程越来越多地出现，对混凝土的施工性能和耐久性要求越来越高。目前，长距离运输和较高气温下施工的混凝土，不可避免地会导致新拌混凝土的坍落度损失。传统上保持混凝土坍落度的方法是应用保塑剂，主要是羟基羧酸、磷酸盐以及木钙等延缓胶凝材料的水化时间来降低混凝土的坍落度损失。保塑剂在混凝土外加剂中具有极为重要的作用，能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，延缓混凝土的凝结硬化时间，有利于大体积混凝土的温度控制，便于施工。因此，研究混凝土保塑剂有极为重要的意义。

保塑剂可以分为无机和有机两大类，无机保塑剂由于缓凝作用不稳定，基本不使用；有机保塑剂的保塑效果优异，而被广泛使用。有机膦酸及其盐可以螯合多种金属离子，它低毒、无污染，具有优异的水解稳定性和良好的降低高密度水泥浆稠度的性能，也不易被酸碱破坏，在混凝土中有较强的缓凝作用，因而成为混凝土保塑剂的一种发展趋势。

专利CN 102093521A中公开了一种聚羧酸高保坍剂的制备方法：采用马来酸酐和聚乙二酯双酯化法制备交联单体，与大分子不饱和聚醚在氧化还原体系中共聚，产生部分交联。但酯化率不高，并且不够环保。专利CN 102390950中公开了一种缓释型聚羧酸系保坍剂及其制备方法：采用不饱和羧酸聚乙二醇单酯、不饱和聚氧化烯基醚单酯、不饱和一元羧酸及其衍生物单体和不饱和烯基磺酸及其钠盐共聚混合而成。能有效解决含泥量大的砂石材料与减水剂的相容性问题，但其效用受温度和pH的影响较大。上述两个专利本质上都是一种保坍型聚羧酸系减水剂，主要通过减水作用保坍，且其分子结构致使其与减水剂的相容性存在问题。

专利CN 1834052A介绍了一种混凝土超缓凝减水剂及其制备方法，其中的超缓凝组分为乙烯胺烷基膦酸盐和膦丁烷三羧酸。复配这两种成份对混凝土具有很好的保塑性，但膦丁烷三羧酸制备方法复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机膦酸盐混凝土保塑剂，能使混凝土浆体水化速度减慢，延长水化放热过程，延缓混凝土的凝结硬化时间，降低混凝土的坍落度损失。本发明的另一个目的是提供该种有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备工艺。

一种有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于该保塑剂按重量百分比计，包括下述原料组成：

所述的有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于：所述不饱和二元羧酸为马来酸、衣康酸、柠康酸、富马酸中的一种或几种的混合物。

所述的有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸羟烷基酯为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的一种以上。

所述的有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐类，包括过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠中的一种以上。

所述的有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于：所述的碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种以上。

所述的有机膦酸盐混凝土保塑剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

在装有搅拌器、滴液漏斗和冷凝管和温度计的四口烧瓶中，先加入一定量的水、不饱和二元羧酸、苯乙烯、AMPS和次磷酸钠，在不断搅拌下加热至60℃～70℃；加入碱性调节剂调节反应体系的pH值为5～7；滴加(甲基)丙烯酸羟烷基酯、引发剂加水配成的混合溶液，控制滴加速度在2h～4h内滴完，并在60℃～70℃继续保温2h～4h；停止加热，冷却至40℃左右出料，即得黄色透明的保塑剂溶液。

本发明的有益效果：

本发明分子结构中引入的羟烷基酯，在碱性环境下水解为羧酸和醇；不饱和二元羧酸中含有两个羧基，其中的羧基能络合Ca²⁺，可以有效延缓水泥水化，其中醇羟基能起保塑作用；AMPS引入了酰胺基和磺酸基，也具有保塑和分散作用，苯乙烯则能提供空间位阻作用，从而延缓水泥水化。

本发明采用水溶液常压生产，设备要求低，操作方便，绿色环保，有利于工业化生产，且产品中不含氯离子，对混凝土中的钢筋无锈蚀危害。

附图说明

图1为本发明中不同保塑剂对水泥水化温升的影响对比图。

具体实施方式