[发明专利]一种提升混凝土抗渗性的外加剂及其制备方法

权利要求书

1.一种提升混凝土抗渗性的外加剂，其特征在于：所述外加剂为水性分散液，其主要成分为具有多层核壳结构的纳米粒子，所述纳米粒子的结构从外到内依次为：梳形两亲型分散剂、聚(甲基)丙烯酸脂肪醇酯、脂肪酸、纳米碳酸钙颗粒；

所述外加剂中各组分质量分数如下：

各组分质量百分比之和为100％；

所述脂肪酸含量为纳米碳酸钙质量的1.0～2.5％；

所述梳形两亲型分散剂的质量为脂肪酸与纳米碳酸钙总质量的3.5％～15％；

所述脂肪酸为C10～C20的脂肪酸；

所述聚(甲基)丙烯酸脂肪醇酯为C10～C20的饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯的聚合物；所述聚(甲基)丙烯酸脂肪醇酯由C10～C20的饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯通过乳液聚合反应制得；

所述梳形两亲型分散剂具有如下结构：

式(1)中R₁为C10～C20的烃基，m与n的比为结构单元1和2的摩尔比，由于结构单元1和2的总质量比为4～6:6～4，从而确定m与n的比例，p＝15～40；该分散剂的重均分子量在8000～20000。

2.根据权利要求1所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂，其特征在于，所述脂肪酸选自油酸、硬脂酸、月桂酸中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径为30～100nm。

4.权利要求1至3任一项所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)由脂肪酸与纳米碳酸钙通过公知的碳化-脂肪酸改性法制得脂肪酸改性的纳米碳酸钙；

(2)在步骤(1)制得的脂肪酸改性的纳米碳酸钙中加入梳形两亲型分散剂，以混料机混合15～30min，得到改性碳酸钙预分散体；

(3)在步骤(2)制得的改性碳酸钙预分散体中加入水，使用搅拌速率5000～10000rpm的高速固液分散机处理10～30min，之后将分散液转入反应器中，加入饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯和引发剂，混匀得到预聚溶液；升温至40～80℃，在氮气保护及180～360rpm搅拌下，乳液聚合1.5～4h，使得饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯在脂肪酸改性的纳米碳酸钙中形成聚合物层；之后减压蒸馏回收未聚合的饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯，得到所述外加剂；

步骤(3)所述改性碳酸钙预分散体的质量占步骤(3)中物料总质量的12～20％；所述饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯为C10～C20的饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯；所述引发剂摩尔用量为饱和脂肪醇(甲基)丙烯酸酯摩尔量的0.4～1.6％。

5.根据权利要求4所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述引发剂为单一的水溶性自由基引发剂或水溶性、通过氧化-还原反应产生自由基的氧化-还原剂组合。

6.根据权利要求5所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐、过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系中任意一种；在使用氧化-还原剂组合时，应将氧化和还原组分分开，其一置于步骤(3)所述预聚溶液中，另一于步骤(3)中设定的聚合时间内匀速滴加至预聚溶液中。

7.权利要求1至3任一项所述的一种提升混凝土抗渗性的外加剂的应用方法，其特征在于，所述外加剂适用于C30～C60的混凝土，其折固掺量为胶材质量的0.2～1.0％。