[发明专利]一种聚羧酸系混凝土引气剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚羧酸系混凝土引气剂及其制备方法，其pH为5‑6，固含量为10‑20％，且原料包括如下组分：TPEG、不饱和磺酸盐、衣康酸或马来酸酐、丙烯酸、马来酸酐二甲酯、引发剂、维生素C、液碱和去离子水。本发明通过分子结构设计，采用自由基聚合直接合成聚羧酸型混凝土引气剂，在分子内引入适当的磺酸基，羧基和酯基，从而改变引气效果，进而改善混凝土的和易性。

技术领域

本发明属于建筑外加剂技术领域，具体涉及一种聚羧酸系混凝土引气剂及其制备方法。

背景技术

混凝土引气剂是一种通过引入气泡来改善混凝土拌合物的和易性和混凝土抗冻融耐性的特殊外加剂。现有引气剂主要包括松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类、皂苷类以及蛋白质盐、石油磺盐酸等，其中最常用的混凝土引气剂主要是三萜皂甙和十二烷基苯磺酸钠。这些现有的引气剂虽然能够勉强满足现有的技术要求，但仍然存在引入气泡结构不合理、分布不均匀、气泡稳定性差、大小不合适等不足，提高新拌混凝土的和易性的效果仍然十分有限，泌水率仍然过高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种聚羧酸系混凝土引气剂。

本发明的另一目的在于提供上述聚羧酸系混凝土引气剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种聚羧酸系混凝土引气剂，其pH为5-6，固含量为10-20％，且原料包括如下重量份的组分：

上述不饱和磺酸盐2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、α-烯烃磺酸钠(AOS)、甲基丙烯磺酸钠和甲基烯丙基磺酸钠中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述TPEG的结构式为CH₂＝C(CH₃)CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_nH，n为正整数，且TPEG的数均分子量为2300-2500。

在本发明的一个优选实施方案中，所述不饱和磺酸盐由甲基烯丙基磺酸钠和α-烯烃磺酸钠组成。

进一步优选的，所述甲基烯丙基磺酸钠和α-烯烃磺酸钠的质量比为2-4∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述不饱和磺酸盐为α-烯烃磺酸钠。

在本发明的一个优选实施方案中，所述不饱和磺酸盐由2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和α-烯烃磺酸钠组成。

进一步优选的，所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和α-烯烃磺酸钠的质量比为4∶5∶0.5。

在本发明的一个优选实施方案中，所述引发剂为过硫酸铵。

在本发明的一个优选实施方案中，所述液碱为氢氧化钠溶液。

上述聚羧酸系混凝土引气剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将TPEG、不饱和磺酸盐、衣康酸或马来酸酐和适量去离子水加入反应釜中，不断搅拌的同时升温至37-43℃，再一次性加入引发剂混合均匀；

(2)在1-4h内分别向步骤(1)所得的物料中滴加完丙烯酸和马来酸酐二甲酯的混合水溶液以及维生素C水溶液，滴加完毕后于27-43℃保温反应1-2h；

(3)想步骤(2)所得的物料中加入液碱，调节pH至5-6，即得所述聚羧酸系混凝土引气剂。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过分子结构设计，采用自由基聚合直接合成聚羧酸型混凝土引气剂，在分子内引入适当的磺酸基，羧基和酯基，从而改变引气效果，进而改善混凝土的和易性。