[发明专利]一种早强型聚羧酸复合减水剂及其制备方法

说明书

本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种早强型聚羧酸复合减水剂及其制备方法；该早强型复合减水剂是以聚羧酸系聚合物为基础，并复合优选的早强组分配制而成，其中聚羧酸系聚合物是指以含有不饱和双键的改性烯醇基聚氧乙烯醚、脂肪族不饱和双键的磺酸盐和不饱和羧酸三种单体为主要原料，在引发剂和链转移剂的作用下；通过自由基引发进行水溶液共聚而得到聚羧酸系减水剂。本发明制备的早强型聚羧酸复合减水剂掺量小，碱含量低，减水率高，早期强度提高显著，产品稳定性好；制备工艺简单，无环境污染，可广泛应用于较低温度条件下具有早强要求的各种混凝土工程施工，特别适用于预制混凝土构件的低能耗生产工艺，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，尤其涉及一种早强型聚羧酸复合减水剂及其制备方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着混凝土配制和施工技术的蓬勃发展，减水剂作为混凝土化学外加剂中最重要成员之一，愈来愈受到国内外研究者的关注，而对于具有高减水、高早强性能的早强型聚羧酸减水剂的需求也愈来愈迫切。

早强型聚羧酸减水剂能够加快水泥水化，改善混凝土工作性能，有效缩短混凝土凝结时间，明显提高混凝土早期强度，因而对现代混凝土的发展起到了不可替代的作用。提高聚羧酸系减水剂早强性能的技术途径主要有两个：一是通过分子结构设计，合成本身具有早强效果的聚羧酸系减水剂；二是将早强组分与普通型聚羧酸系减水剂进行复配。真正从聚合物分子结构设计上实现早强型聚羧酸系减水剂的合成研究目前还处于起步探索阶段，成熟产品很少，而市售聚羧酸减水剂与早强组分直接复配而成的早强型聚羧酸减水剂产品又存在稳定性差及掺量大等问题，因此，通过研究聚羧酸系减水剂分子结构与性能的关系，合成出高减水聚羧酸系减水剂并与早强剂进行复配，得到高减水、高早强性能的早强型聚羧酸复合减水剂将具有重大的经济、环境和社会意义。

现有技术一提供了一种早强型聚羧酸系减水剂，将不同链节数的两种聚乙二醇单醚丙烯酸酯类大单体、(甲基)丙烯酸、烯丙基磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠、具有消泡功能的聚醚丙烯酸酯类单体在氮气保护条件下，采取一次投料的方式进行共聚反应制备。甲基丙烯酸等单体活性较强，容易自聚，且该发明采取一次投料的方式，因此会对单体间共聚效果产生不良影响，不易控制分子量，从而导致产品性能下降。

现有技术二提供了一种早强型聚羧酸系减水剂，将甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸酯化醇胺等单体在分子量链引发剂、链转移剂的作用下进行聚合后再进行中和制备。该专利使用的酰胺类基团能够加快水泥水化，实现早期增强效果，但在碱性的水泥浆体中，酰胺基团将逐步水解，释放出氨气，环境污染较大。

现有技术三提供了一种早强型聚羧酸系减水剂，将不饱和聚醚DD-406、丙烯酸、丙烯磺酸钠、二一丙烯酰胺一甲基丙磺酸、丙烯酰胺五种单体在分子量调节剂存在条件下共聚制备。丙烯磺酸钠聚合活性较低，链转移效应明显，制得的聚羧酸减水剂分子量偏低，实际应用过程中易出现保坍性能不足、综合性能失衡等问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术一甲基丙烯酸等单体活性较强，容易自聚，且采取一次投料的方式，因此会对单体间共聚效果产生不良影响，不易控制分子量，导致产品性能下降。

(2)现有技术二使用的酰胺类基团能够加快水泥水化，实现早期增强效果，在碱性的水泥浆体中，酰胺基团将逐步水解，释放出氨气，环境污染较大。

(3)现有技术三丙烯磺酸钠聚合活性较低，链转移效应明显，制得的聚羧酸减水剂分子量偏低，实际应用过程中易出现保坍性能不足、综合性能失衡等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种早强型聚羧酸复合减水剂及其制备方法。

本发明是这样实现的，一种早强型聚羧酸复合减水剂，所述早强型聚羧酸复合减水剂以聚羧酸系减水剂为基础，与有机早强组分及无机早强催化剂复配；