[发明专利]一种聚醚型保水剂及其制备方法和水泥基建筑材料

说明书

本发明属于建筑材料领域，涉及一种聚醚型保水剂及其制备方法以及含有该聚醚型保水剂的水泥基建筑材料。所述聚醚型保水剂中所含的聚合物包括特定含量的不饱和聚醚结构单元、不饱和酰胺结构单元、多官能团不饱和羧酸结构单元、有机硅结构单元及不饱和磺酸盐结构单元；聚醚型保水剂的合成过程中需加入葡萄酸盐和/或柠檬酸盐稳定聚合体系的pH值，所述缓冲剂为葡萄酸盐和/或柠檬酸盐。本发明通过在以不饱和聚醚以及不饱和酰胺作为主要聚合单体，并以有机硅及不饱和磺酸盐作为辅助聚合单体的体系中，引入多元羧酸单体，同时往聚合体系中加入葡萄酸盐和/或柠檬酸盐作为缓冲剂，从而提高混凝土的保水抗离析性能。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种聚醚型保水剂及其制备方法以及含有该聚醚型保水剂的水泥基建筑材料。

背景技术

随着建筑科学的发展，商品混凝土为了提高施工性能和效率，越来越要求高坍落度和高流动性，尤其是在水下桩混凝土、自密实混凝土和高层泵送混凝土等中显得尤其意义重大。然而，混凝土的流动性和粘聚性往往是无法一对矛盾，即混凝土在大流态下很难保持高的粘聚性能。这样，追求大流动性的混凝土便很容易出现泌水离析现象。此外，随着我国河砂资源和矿产资源的逐渐枯竭，河砂的级配和细度等波动较大，粒型较差的普通机制砂大规模使用，水泥保水性的波动，高减水但较敏感的聚羧酸型减水剂不断推广，预拌混凝土质量控制面临日益严峻的挑战。

为了解决混凝土的和易性问题，现在一般会加入黄原胶、纤维素醚、糊精等生物添加剂来调节混凝土的和易性。然而，上述生物添加剂存在一定的溶解和存储稳定性等问题，使得其使用受到很大的限制。

此外，今年来也有开发出一些高分子混凝土抗离析剂。例如，CN103539889A公开了一种混凝土抗离析剂，其由单体A和单体B共聚而成，所述单体A选自丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种，所述单体B选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、马来酸酐、富马酸、马来酸聚乙二醇酯、柠康酸、中抗酸、衣康酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸中的至少一种。虽然该抗离析剂的用量占混凝土凝胶材料的0.01～0.01％时即可取得明显的抗离析效果，但是该抗离析剂需要在高温且隔绝空气的条件下进行合成，并且该抗离析剂与水泥、砂石等材料的作用力较差，需要较高用量才能够有效改善泌水离析现象，且作用时间较短，对改善混凝土泌水离析的效果仍有待提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的大流动性混凝土容易出现泌水离析现象的问题，而提供一种新的聚醚型保水剂及其制备方法以及含有该聚醚型保水剂的水泥基建筑材料。

本发明的发明人经过深入研究之后发现，针对以聚醚大单体与不饱和酰胺为主要聚合单体的聚醚型保水剂，在聚醚型保水剂的大分子链中引入具有双羧酸、三羧酸或者四羧酸的多官能团不饱和羧酸，可与金属离子通过螯合化学作用提高外加剂与水泥表面的作用力，进而提高混凝土的保水抗离析性能，但是多官能团不饱和羧酸与金属离子的螯合作用容易受到pH值波动的影响，而在聚合反应过程中加入葡萄酸盐和/或柠檬酸盐作为缓冲剂，能够显著降低体系中pH值的变化，使得上述螯合过程平稳进行，所得混凝土的保水抗离析性能非常优异。基于此，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种聚醚型保水剂，其中，所述聚醚型保水剂中所含的聚合物包括重量比为100:(55.5～85.5):(7.4～37):(3.7～5.2):(1.8～3.7)的衍生自不饱和聚醚的结构单元、衍生自不饱和酰胺的结构单元、衍生自多官能团不饱和羧酸的结构单元、衍生自有机硅的结构单元以及衍生自不饱和磺酸盐的结构单元；所述衍生自多官能团不饱和羧酸的结构单元中羧酸官能团度至少为2；所述聚醚型保水剂的合成过程中需加入缓冲剂稳定聚合体系的pH值，所述缓冲剂为葡萄酸盐和/或柠檬酸盐；所述聚醚型保水剂的pH值为5～6。