[发明专利]一种含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，先制备酯类小分子单体，通过酯化反应制备早强小分子基团，然后接枝到减水剂分子链上，制备得到含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂。三乙醇胺侧链的引入一方面在水泥水化过程中吸附于水泥表面，促进了水泥颗粒的水化；另一方面与水泥混凝土中的阳离子进行反应，促进了C₃A的水化，形成大量的钙矾石和CSH凝胶，大大提高了早期强度。与此同时，不存在氯离子，不会对钢筋存在腐蚀作用，有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及减水剂及其制备方法，特别是涉及一种含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着我国水泥混凝土行业的飞速发展，人们对水泥混凝土的质量要求也更加苛刻，对以聚羧酸减水剂为首的第三代减水剂的要求越来越高。混凝土从开始搅拌，到硬化到一定强度需要一定的时间。在冬季或者特殊场合需要缩短硬化时间，提高工作效率，就需要早强型聚羧酸减水剂。

目前实际施工过程中常用的是氯化物和硫酸盐为代表的无机盐类，以及以醇、胺为代表的有机物类。氯盐类的早强剂对混凝土中的钢筋存在锈蚀作用，而且氯离子对人的身体健康有一定的危害；硫酸盐会与水泥水化过程中产生的氢氧化钙发生反应，不利于后期强度和耐久性的提高。

中国专利CN 106277913公布了一种混凝土抗渗早强减水剂及其制备方法，通过聚次甲基萘磺酸钠、磺化双酚A-甲醛缩合物、结晶氯化铝、三异丙醇胺等原料相互复合，使制得的减水剂具有优异的减水和早强双重功能。该专利中加入了氯化铝作为早强剂，氯离子对钢筋会产生锈蚀作用，只能应用于无钢筋的混凝土中，大大限制了其在实际生活中的应用。

中国专利CN 104030600公布了复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，将聚羧酸系减水剂与水混合，再加入缓凝剂，硫代硫酸钠和三异丙醇胺通过搅拌制备得到复合早强型聚羧酸减水剂。该专利只是在原有的聚羧酸减水剂基础上，通过简单地搅拌制备，而不是从分子结构上进行改性制备，适应能力较差，不稳定因素过多。

中国专利CN 103467669公布了一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，以烯基聚氧乙烯醚、磺酸类不饱和单体、不饱和羧酸单体为主要原料，在引发剂、链转移剂的作用下，通过水相自由基聚合反应，制备了一种早强型聚羧酸减水剂。该专利中用烯基聚氧乙烯醚作为聚合大单体，其反应活性较低，易引起反应不完全，产品中存在残留，减少了空间位阻作用降低了产品的减水率。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够有效增加早期强度的单体，并且具有较高减水率的早强型聚羧酸减水剂；另一个目的是提供该早强型聚羧酸减水剂的制备方法。

技术方案：本发明提高的含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂，该减水剂的结构为：

其中a＝1～100，b＝1～100，c＝1～100，d＝1～100，n＝10～100。

本发明还提供了所述减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备酯类小分子单体：制备酯类小分子单体：将有机弱酸加热至60～80℃，加入三乙醇胺后加热至80～100℃，再加入催化剂，酯化反应5～8h，得到脂类小分子单体；

(2)制备含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂：将醚类大单体、链转移剂和蒸馏水倒入容器内；将不饱和酸类小单体和酯类小分子单体配置成水溶液A，然后将水溶液A和引发剂溶液同时滴加到容器中，在50～80℃条件下反应4～6h，即得含三乙醇胺侧基的早强型聚羧酸减水剂。

其中，制备脂类小分子单体的反应如下所示：

进一步地，所述步骤(1)中三乙醇胺、有机弱酸、催化剂的质量比为1∶0.5～0.8∶0.03～0.05。