[发明专利]一种具有高温长期保坍性能的微胶囊型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高温长期保坍性能的微胶囊型聚羧酸减水剂的制备方法。本发明制备方法包括：将待反应的聚醚大单体、不饱和羧酸单体、引发剂偶氮二异丁腈和链转移剂配成一定浓度的水溶液Ⅰ；将复合无机盐、大分子分散剂、磺酸类单体和交联单体配成一定浓度水溶液Ⅱ；将两种水溶液等质量在一定条件下混合制得所述微胶囊型聚羧酸减水剂。本发明微胶囊型聚羧酸减水剂可以缓慢释放减水剂分子，在高温下释放速度也不会有明显变化，因此在高温环境下仍具有较好的长期保坍能力，而且整个过程流动性变化也更加平稳可控；本发明方法在合成聚羧酸减水剂的同时生成胶囊的壳层，步骤简单，整个制备过程中安全可靠，不使用有机溶剂，无毒无污染，环境友好。

技术领域

本发明涉及一种可以在混凝土环境中缓慢释放出聚羧酸分子，从而实现长时间平稳保坍的微胶囊型聚羧酸减水剂的制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

聚羧酸高性能减水剂能有效提高混凝土强度和耐久性，具有减水率高、保坍时间长、生产过程绿色环保等优点，自20世纪90年代初问世以来，已在全世界范围内得到广泛的应用，我国也已逐渐取代传统的萘系高效减水剂成为市场的主流产品。

聚羧酸减水剂可以方便地进行各种分子裁剪以满足不同材料和环境的需求，一种比较广泛的手段是在聚羧酸分子主链引入丙烯酸羟烷基酯等保护基团来提高聚羧酸减水剂的保坍性能。例如专利CN201210513890.7，CN201510930837.0，EP0931799，US20080295741，US20060266977等均采用了此种技术，可以降低其分子主链上吸附基团密度，从而减少初始吸附量，然后羟烷基酯基团在水泥孔溶液的碱性环境下发生水解反应，生成羧酸根吸附基团，后续不断吸附到水泥粒子表面，提供分散保持能力。

尽管上述技术目前已经能够满足普通混凝土的坍落度保持要求，但由于上述羟烷基酯等保护基团在强碱性环境中的水解比较容易，并且存在集中释放，之后难以为继的特点，目前的保坍技术对一些特殊工程混凝土的高温、长时间、平稳保坍的需求仍无能为力。

这是由于上述类型保坍剂的保护基团在温度较高的环境下(例如施工温度超过30度时)水解和释放速度明显加快，导致其在混凝土出机后的1小时内吸附基团基本完全释放，后期持续补充吸附难以为继，长期保坍能力差，而且由于吸附基团在较短的时间内集中释放，极易出现过程中混凝土离析泌水，造成堵泵等施工事故，影响混凝土施工安全。因此，在高温环境下，目前这种原理的保坍剂适用效果受限，市场上急需一种具有长时间平稳保坍能力的聚羧酸保坍剂。

专利CN201110199695.7和专利CN201310751918.5提供了一种新的思路，其均是通过将聚羧酸减水剂包覆在一个保护壳层之内，形成缓释微胶囊型减水剂。由于胶囊壳层的保护作用，减水剂分子能稳定存于微胶囊中。当和水泥混合后，水泥混凝土呈强碱性，该微胶囊产生溶胀，壳层由致密变为疏松，所包覆封装的减水剂分子从而缓慢释放，持续补充吸附到水泥粒子表面，提高后期分散性能，防止实际工程使用中水泥混凝土塌落度损失的目的。

但是上述方法也存在一些缺陷，例如专利CN201110199695.7在制备胶囊型超塑化剂的过程中用到大量的有机溶剂，溶剂的回收处理增加了额外的生产成本和环境成本。专利CN201310751918.5采用载体浸泡后干燥的方法，步骤更多，而且还有较多的聚羧酸超塑化剂吸附在载体表面，未能有效包覆形成封闭胶囊，在水溶液中也会缓慢释放，应用范围较窄。

专利CN201811248011.6和专利CN201810255265.4报道了一种基于PEG/Dex双水相的碳酸钙/海藻酸钙复合微囊的制备及其应用，其通过一种特殊的装置，以双水相(葡聚糖/聚乙二醇)液滴为模板生成内侧为致密碳酸钙层，外侧为海藻酸钙层的中空结构复合微囊。该复合微囊单分散性好，囊壁厚度可控，具有良好的机械强度和致密的囊壁结构。可构建低渗漏的药物输运体系，也可用于制备循环使用次数多、保存时间长且不易溶胀的固定化酶载体。