[发明专利]一种降粘型减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有降粘效果的共聚物混凝土减水剂的制备方法，属于混凝 土外加剂技术领域。

背景技术

随着我国建设事业的蓬勃发展，高层及超高层混凝土结构不断出现，对工程 混凝土的强度要求也越来越高，出现了高强(C60～C100)、甚至超高强(>C100) 混凝土。一般来说，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。

正因为如此，目前降粘型聚羧酸减水剂的研究得到了巨大的关注， TW200424145采用甲基烯丙基聚醚、烯丙基聚醚、马来酸、丙烯酸羟乙酯共聚 来达到降粘目的，但效果还不够充分；特开2004-43280号公告采用短侧链反应 性聚醚大单体改善浆体粘度，但由于其减水性能差，需要较高掺量才能发挥效果； CN20091077550.2在聚羧酸母液，早强剂的基础上，复配聚乙二醇作为降粘组分， 来达到降低混凝土粘度提高工作性的目的，但是额外加入的聚乙二醇显然对减水 不起作用，经济效益较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种降粘型减水剂的制备方法，具备高减水的同时，可 以大幅度降低混凝土(尤其是高强混凝土)的粘度，提高其工作性能。

本发明首先制得一种由不饱和羧酸单体、不饱和膦酸单体和具有紫外活性的 特殊单体按一定比例共聚而成的紫外活性大分子，这种活性大分子在紫外光的照 射下，可在其分子链上的某些活性位点产生自由基，此时滴加一定比例的丙烯酰 胺和不饱和季铵盐阳离子单体，将它们接枝共聚合到大分子主链上，形成一定长 度的侧链。

这种聚合物具有类似传统聚羧酸的结构，其主链为羧酸和膦酸吸附基团，侧 链为带有正电荷的丙烯酰胺-季铵盐阳离子单体共聚大分子，通过静电排斥和空 间位阻的双重耦合作用阻止水泥颗粒凝聚，减水性能得到极大提升。同时，本发 明减水剂的侧链带有正电荷，侧链自身更加伸展，水化膜更厚，可以有效降低混 凝土的粘度。另外，本发明减水剂的分子结构中同时具有负电荷主链和正电荷侧 链，这种两性分子结构可以有效提高其表面活性，进一步降低混凝土的粘度。

本发明提供了一种降粘型减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)活性大分子E的制备：由不饱和羧酸单体A、不饱和膦酸单体B及紫 外活性的特殊单体C在甲苯中采用引发剂D利用热引发聚合得到具有紫外活性 的大分子E；

聚合浓度应控制在质量浓度为10～25％，聚合温度控制在60～70℃，聚合 时间控制在5～10h，聚合完成后通过减压蒸馏除去甲苯，得到固体的活性大分 子E，通过调控聚合浓度及引发剂用量控制其分子量在3000到8000之间；

所述引发剂D为偶氮二异丁氰(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)，用量控 制在0.5～2％；其中C/(A+B)摩尔比率必须在0.13～0.3之间，B/A摩尔比率必须 在0.05～0.2之间；

(2)减水剂的制备：将步骤(1)制得的固体的活性大分子E加入到去离 子水中溶解，在紫外光的照射下，慢慢滴入丙烯酰胺(AM)和单体F进行接枝聚 合反应得到最终的减水剂分子；

接枝聚合反应的浓度应控制在质量浓度为30～50％，丙烯酰胺(AM)和单体 F的滴加时间控制在3～5h，滴加结束后继续反应0.5小时后得到最终的减水剂 产物，通过调控聚合浓度及滴加时间控制其分子量在25000到100000之间；

其中(AM+F)/E的质量比在3～10之间，若高于10则后续得到的减水剂 主链吸附基团量偏少，造成对水泥颗粒的吸附偏弱，影响初始减水性能；若低于 3则后续得到的减水剂侧链偏短，不足以分散水泥颗粒，降粘效果也较差；

AM/F的摩尔比率应控制在5～20之间，若高于20则侧链所带正电荷量偏 少，电荷稳定作用和降粘效果不明显；若低于5侧链所带正电荷量偏高，造成侧 链与水泥颗粒的排斥力偏高，影响减水剂的吸附，而且过高的正电荷量打破了阴 阳离子的平衡，影响减水剂分子的表面活性，对降粘效果有不利的影响；

所述单体A的通式为：

式中R1代表H或者COOM；R2代表H或者CH3，并且当R1为COOM时， R2仅代表H；M代表H、Na、K或NH4；