[发明专利]一种低引气降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低引气降粘型聚羧酸减水剂，它由烷基磷酸三酯混合物、异戊烯醇聚氧乙烯醚、不饱和羧酸，在引发剂和链转移剂的作用下，通过自由基聚合而成。本发明通过在主链上引入含有两个双键的烷基磷酸三酯单体，使所得聚羧酸减水剂分子呈杂环状多支化结构，增大了聚羧酸减水剂吸附层厚度，可以显著降低混凝土的塑性粘度，同时通过在聚羧酸减水剂分子结构中引入磷酸三酯结构可有效提高所得聚羧酸减水剂的消泡性能并降低其引气性。本发明制备的低引气降粘型聚羧酸减水剂掺量低、减水剂率高，可以降低聚羧酸减水剂的引气性，显著降低高标号混凝土粘度的同时提高混凝土强度和耐久性，且涉及的原料成本低、反应条件温和，适合推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，具体涉及一种低引气降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

现代超高层建筑的发展离不开混凝土技术的提高。超高层泵送混凝土既满足混凝土设计规定的强度、耐久性、和易性的要求，也要满足管道输送对混凝土的要求。由于混凝土的管道负载压力和混凝土工作性中的流动性直接相关，混凝土屈服应力和塑性粘度增大时，混凝土泵送液压系统的压力也随着增大。这就要求超高层泵送混凝土具有更低的屈服应力和塑性粘度。

混凝土拌合物是由水和分散粒子组成的复杂、粘稠多相体系，为获得高流动性，其机理是要减少颗粒的摩擦力。在水泥浆中，水泥粒子间存在很大的吸引力，并能及时把粒子连接成坚固的网络，水泥浆体要想产生流动必须克服粒子网络的能量壁垒。而普通高效减水剂由于具有静电斥力及空间位阻作用能有效地破碎水泥粒子的网络并分散它们，能降低水泥颗粒之间的能量壁垒，从而使混凝土开始流动的屈服剪切应力降低，因此，普通高效减水剂可以使混凝土的流动性增大而粘度降低不甚明显。目前降低高强自密实混凝土塑性粘度的方法主要是掺入一些级配好的粉煤灰、微珠、硅灰等矿物掺合料。但是这类矿物掺合料普遍价格昂贵，增加了混凝土的单方成本，限制了其在商品混凝土中的推广应用。

聚羧酸减水剂由于分子结构可设计性强，目前已成为降低高强混凝土粘度的新手段。例如：特开2004-4328号公报中，为了降低混凝土粘度，缩短了聚乙二醇链，这种聚羧酸减水剂虽然在一定程度上改善了混凝土粘度，但效果并不明显，同时短侧链的聚羧酸减水剂也存在着减水率低的特点。专利CN104262550A公开了一种在减水剂分子，通过在聚羧酸减水剂分子结构中引入季铵盐类小单体，从而起到降粘作用。专利CN104371081A公开了一种聚羧酸水泥分散剂，通过将含有叔氨基的不饱和大单体替代普通的聚醚大单体，从而起到快速分散和降粘效果。专利CN105601826A公开了一种采用不饱和羧酸、商用不饱和磷酸酯、紫外活性的特殊单体在甲苯中引发聚合得到降粘型减水剂的方法。但此类聚羧酸减水剂都处于实验室制备阶段，存在着反应原料价格过高，且合成过程复杂，大量使用有毒有机溶剂的缺点，不利于大规模的生产应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种低引气降粘型聚羧酸减水剂，通过在主链上引入含有两个双键的烷基磷酸三酯单体，使所得聚羧酸减水剂分子呈杂环状多支化结构，增大了聚羧酸减水剂吸附层厚度，可以显著降低混凝土的塑性粘度，同时通过在聚羧酸减水剂分子结构中引入磷酸三酯结构可有效提高所得聚羧酸减水剂的消泡性能并降低其引气性；且涉及的原料成本低、反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低引气降粘型聚羧酸减水剂，它以烷基磷酸三酯混合物、异戊烯醇聚氧乙烯醚、不饱和羧酸为主要原料，在引发剂和链转移剂的作用下，通过自由基聚合而成。

根据上述方案，所述低引气降粘型聚羧酸减水剂的结构通式见式I:

式中，R₁选自H或CH₃；R₂选自4～8个碳原子的烷基；a、b、c、d、e、f、g、m、n均为整数，其中a、b、c、d、f取自1～30，e取自0～30；g取自25～80；m、n取自1～10。