[发明专利]一种羟基铝改性聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明提出了一种羟基铝改性聚羧酸减水剂及其制备方法，所述羟基铝改性聚羧酸减水剂包括以下的原料：15‑30重量份的单体A、20‑30重量份的单体B、40‑65重量份的单体C和5‑10重量份可溶性铝盐，单体聚合后加入氨水最终得到羟基铝改性聚羧酸减水剂。本发明由适量原位生成的羟基铝改性的聚羧酸减水剂支链上含有羧基与铝羟基等官能团，不仅能对水泥颗粒进行物理吸附，而且可通过铝氧键进行化学吸附，化学吸附的作用力比静电吸附作用更强，因此优于传统的聚羧酸减水剂，因而改性后的减水剂可改善水泥浆体的流变性，从而提高减水剂的综合性能。

技术领域

本发明涉及减水剂技术领域，具体涉及一种羟基铝改性聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展及城乡一体化进程的推进，以这些高楼大厦为代表的重大基础工程规模空前，无不与混凝土材料息息相关。混凝土性能的好坏直接决定工程质量的优劣，而混凝土要发挥优异的性能，又离不开混凝土添加剂的使用。现有的混凝土添加剂很多，如防水剂、防冻剂、速凝剂、缓凝剂、早强剂、减水剂等。各种添加剂均能发挥其各自的单一功能，多组分添加剂同时添加时，由于它们之间粘结性问题导致对混凝土凝结时间、早晚期强度不同程度的负面影响。因此，开发多功能混凝土添加剂成为当前研究的热点。

减水剂是众多添加剂中的一种，是在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。但是目前市场上所使用的减水剂或多或少存在着掺量大，减水性差，增塑效果差，功能单一，易变质，存放和运输过程中容易长霉、变质，继而发出恶臭，轻则性能降低，重则完全丧失功效的缺点，无法满足市场的要求。

聚羧酸减水剂是一种典型的高分子表面活性剂，具有较长的按特定方式排列的聚氧乙烯侧链和疏水基主链。分子主链上有强极性阴离子基团如羧基、磺酸基等。由于聚羧酸减水剂掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构设计性强、绿色环保等优点，成为目前混凝土用外加剂市场的最重要的产品。

专利CN107586366B公开了一种羟基铝改性聚羧酸减水剂及其制备方法，以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)和改性单体X为单体，在引发剂和链转移剂作用下，直接聚合制得既减水又保坍的复合型聚羧酸减水剂。本发明的羟基铝改性聚羧酸减水剂，既可以单独使用也可以与其他减水剂混合使用，用于混凝土中的保坍性能优越，扩展度较好，1h内能对混凝土产生延迟分散作用，综合性能好。

专利CN102358768B公开了一种改性醚类聚羧酸减水剂，它是由50-95％的甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、4-40％的丙烯酸(AA)和1-10％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三种单体进行自由基引发共聚而成。所述改性醚类聚羧酸减水剂，由于引入了TPEG单体，合成的减水剂产品相比醚类聚羧酸减水剂具有更高的减水率和保坍性能，且引入的AMPS也进一步提高了产品的减水率，配制的混凝土具有低掺量、高流动性、低坍落度经时损失、良好的和易性和充分的早期强度，并使得产品对不同来源原材料的适应能力大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种羟基铝改性聚羧酸减水剂及其制备方法，在制备过程中引入铝离子，铝离子与单体充分混合，在单体聚合结束后，加入氨水，使得铝离子原位沉淀形成羟基铝，得到羟基铝改性的聚羧酸减水剂，在聚合中存在大量铝羟基官能团，易缩聚形成铝氧多聚体，使为水泥微粒提供的吸附位点减少，由适量原位生成的羟基铝改性的聚羧酸减水剂支链上含有羧基与铝羟基等官能团，不仅能对水泥颗粒进行物理吸附，而且可通过铝氧键进行化学吸附，化学吸附的作用力比静电吸附作用更强，因此优于传统的聚羧酸减水剂，因而改性后的减水剂可改善水泥浆体的流变性，从而提高减水剂的综合性能。

本发明的技术方案是这样实现的：