[发明专利]一种消泡型聚羧酸水泥分散剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种消泡型聚羧酸分散剂，其具有两亲性侧链结构，其减水性能优异且同时具有优良消泡功能，避免了复配所出现的相容性和稳定性问题，且其消泡功能和分散功能均发挥稳定。

技术领域

本发明涉及一种消泡型聚羧酸水泥分散剂及其制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

以聚羧酸为代表的高性能减水剂的发明和应用被公认为是继钢筋混凝土技术和预应力钢筋混凝土技术之后混凝土领域的第三次技术突破。聚羧酸减水剂为含吸附基团(一般是羧基，磺酸基或磷酸基)的主链和提供空间位阻的侧链(聚氧化乙烯)构成的梳型聚合物，具有减水率高、保坍时间长、分子可调性强、易于功能化等优点，能有效提高混凝土强度和耐久性，自20世纪90年代初问世以来，已成为现代混凝土不可或缺的组成部分。

但是，在混凝土的施工过程中，由于聚羧酸本身具有一定的引气效果，加之搅拌、振捣会引入过量的气泡，不但影响了混凝土的外观质量，对混凝土后期的强度和长期的耐久性均有不利的影响。

在实际工程中，通常是在聚羧酸减水剂中复配适量的消泡剂来控制气泡含量，例如欧洲专利EP603516、美国专利US5393343所报道。但是消泡剂的结构疏水性较强，当将其与聚羧酸减水剂复配使用时，会从体系中分离出来，漂浮在顶层，影响实际的称量和使用，对混凝土和易性的影响也很大。

中国专利CN01802346.0采用烷氧基聚乙二醇聚丙二醇与马来酸酐酯化制备一种控制混凝土含气量的消泡剂，尽管在常规的EO/PO消泡剂结构中引入了羧基，但这种消泡剂与聚羧酸水溶液的相容性仍然改善有限，放置也会出现相分离。

中国专利CN201310447766.X通过化学聚合的方法在聚羧酸减水剂分子上接枝具有引气功能和消泡功能的单体，其消泡功能单体是含碳原子在7～16的烷基醇，解决了粉体聚羧酸减水剂物理混合导致质量不稳定的情况。但是，这类具有消泡功能的单体在水溶液中的溶解性较差，在聚合时实际水相中的浓度很低，只有少部分能参与反应。

发明内容

针对现有技术中，消泡剂与聚羧酸减水剂复配使用时相容性差，影响混凝土和易性，以及带有消泡功能的聚羧酸减水剂性能发挥不稳定的问题，本发明提供一种消泡型聚羧酸分散剂，其具有两亲性侧链结构，其减水性能优异且同时具有优良消泡功能，避免了复配所出现的相容性和稳定性问题，且其消泡功能和分散功能均发挥稳定。

本发明所述的消泡型聚羧酸分散剂其结构符合下述通式：

其中R₁代表H或者CH₃；X＝O、CH₂O、CH₂CH₂O；n为环氧乙烷的平均加成摩尔数，其为20～90的整数；m为疏水链段的平均加成摩尔数，m和n的数目满足7<n/m<12；R₂代表H或者COOM；R₃代表H或者CH₃；M代表H、Na、K或NH₄。聚羧酸的重均分子量在20,000～100,000之间，a与b摩尔比例满足2.5<a/b<8.0。

所述的消泡型聚羧酸分散剂由两亲性聚醚大单体RPM与不饱和羧酸单体C进行自由基聚合，得到具减水与消泡功能于一身的具有两亲性侧链结构的聚羧酸减水剂。

所述两亲性聚醚大单体RPM的结构符合下述通式：

其中R₁代表H或者CH₃；X＝O、CH₂O、CH₂CH₂O；n为环氧乙烷的平均加成摩尔数，其为20～90的整数；m为疏水链段的平均加成摩尔数，m和n的数目满足7<n/m<12。

单体C用通式(2)表示：