[发明专利]一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于超塑化剂技术领域，具体公开一种早强型聚羧酸减水剂的制备与应用。制备步骤如下所示：(1)将聚合二元醇与卤代烷羧酸在四氢呋喃中混合均匀后进行酯化反应，得到双卤代烷酸酯；然后将其与硫代硫酸盐溶于水中，再加入无机酸和Zn混合并进行取代反应，得到水溶性双巯基大分子链转移剂即双巯基双酯；(2)将聚醚单体A和水混合均匀后，再加入含单体B和单体C的水溶液，含引发剂、还原剂和步骤(1)所得双巯基双酯的水溶液，然后保温反应，反应完成后中和反应液得到早强型聚羧酸减水剂。本发明所制备的早强型聚羧酸减水剂在预制混凝土中应用，可取代流程繁琐的二次养护工艺，避免了二次养护的潜在高危险，以及大量消耗蒸汽煤炭资源。

技术领域

本发明属于超塑化剂技术领域，特别涉及一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。

背景技术

聚羧酸系高性能减水剂在陶瓷、水泥以及石膏制品领域中大量使用，它对带有正电荷的粒子不仅有吸附作用，还会起到空间位阻效应。对于水泥颗粒来说，聚羧酸系高性能减水剂的加入可增加水泥与拌合水的反应接触面，且在水化反应初期增加水化膜厚度，阻碍水泥颗粒中离子的释放，从而使水化反应速度降低，表现出缓凝的作用。

然而，在预制混凝土构件的生产过程中，混凝土现场拌合现场浇筑，不需经过长距离的运输过程，因此缓凝作用对于预制混凝土生产效益是不利的。为了加快模板的周转效率或减少模板总使用量，提高生产效率和实现最大经济效益，通常是使用聚羧酸减水剂的同时，再添加早强剂配合蒸养工艺护的方法来促进水泥水化及凝结。

大部分早强剂具有提高早期强度的效果，却不能抑制聚羧酸系减水剂的缓凝作用。无机型早强剂一般较大掺量才能起促凝效果，与聚羧酸系减水剂的相容性不好，容易分层絮凝，且不能发挥聚羧酸减水剂应有的分散作用，其中氯盐更会锈蚀钢筋；有机醇胺类掺量及促凝效果不易控制，适应性差且价格昂贵。

据研究报导，通过大分子结构改良来达到促进水泥水化，如在主链上简单引入一些不带吸附作用的功能单体，但这样的后果是会削弱减水剂的分散性能。

中国专利公开文本CN103304181A公开了一种聚羧酸高性能减水剂，组成及按重量百分比如下：聚羧酸系减水剂10～20％，氯化钙10～17％，亚硝酸钠10～20％，三乙醇胺1～3％，其余为水。该减水剂是在普通聚羧酸减水剂的基础上通过复配而得，优点是可以提高混凝土制品的早期强度，但并不能从结构上抑制聚羧酸减水剂的缓凝作用，相容性不好容易分层絮凝，且外加剂的掺量较高。

国外专利W02011/076655A1报导了一种聚羧酸超塑化剂，其制备方法为采用聚丙烯酸(分子量为4000g/mol)与聚乙二醇单甲醚(分子量为5000g/mol)，在165℃下酯化后中和得到。该方法也能有效缩短混凝土的凝结时间，但需要先合成聚丙烯酸，制备难度较大，成本高，其次粘度较大，与聚醚的酯化转化率较低，因而外加剂的掺量相对较高，性价比低。

中国专利公开文本CN106749981A报导了低缓凝高分散作用的聚羧酸减水剂，其制备方法：将聚醚大分子单体与丙烯酸等小分子单体、引发剂、还原剂、双巯基结构的链转移剂自由基共聚得到。其优点通过链转移剂含有酯基，从而在聚羧酸减水剂主链上引入酯基，利用酯基水解使主链变短，使水泥水化加快。但，不足的是其凝结时间缩短不是很好，且所用的双巯基乙酸乙二醇酯系列链转移剂水溶性不好，且毒性较大，其次它排放对环境不环保。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的早强型聚羧酸减水剂。

本发明的再一目的在于提供上述早强型聚羧酸减水剂。在陶瓷、水泥、石膏制品生产中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法，具体步骤如下所示：