[发明专利]一种预制件用早强聚羧酸减水剂配方及制备方法

说明书

本发明公开了一种预制件用早强聚羧酸减水剂配方，甲基烯丙基聚氧乙烯醚2400、丙烯酸50～70份、巯基丙酸1～2份、氧化剂5～7份、多乙烯多胺8～12份、硫代硫酸钠10～140份、助还原剂0.5～1.5份、软水200～300份、30％的氢氧化钠60～80份、有机早强催化组分10～20份、无机早强催化组分10～20份、季铵盐类阳离子单体8～12份、N‑[4‑(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺3～5份、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙烯磺酸3～9份、去离子水100～200份、中和剂2～4份和链转移剂1～3份。该发明的技术效果为凝固时间短、抗压强度高和早强效果好。

技术领域

本发明涉及减水剂配方及工艺技术领域，具体为一种预制件用早强聚羧酸减水剂配方及制备方法。

背景技术

我国预制件的生产应用有近70年的历史，但只在进入21世纪，人们逐渐发现现浇结构体系已经不再完全符合时代发展的要求。对于日益发展的我国建筑市场，现浇结构体系所存在的弊端日趋明显化。面对这些问题，结合国外住宅产业化的成功经验，我国建筑行业再次掀起了“建筑工业化”、“住宅产业化”的浪潮，混凝土预制件的发展进入了一个崭新的时代。近年来，在政府部门相关政策的引导下，建筑工业化发展形势较好。这也使得各企业单位、学校、科研机构等开始研究混凝土预制件，并取得了一定的成果。具体表现(1)混凝土预制件的形式及应用日益增多；(2)抗震性能得以保证；(3)通用性及标准化得以实施；(4)相关规范、标准陆续出台；(5)生产设备及生产技术不断提高。

预制件的兴起，则其对使用的材料，特别是核心材料的要求也越来越高。预制件使用的核心材料之一的减水剂起着四两拨千金的重要作用。以木钙为代表的第一代普通减水剂阶、以密胺、萘系、脂肪族为主要代表的第二代高效减水剂剂阶段与目前以聚羧酸盐为代表的第三代高性能减水剂相比，主要存在以下一些问题：(1)与水泥的适应性差，不符合多元胶凝体系的发展趋势；(2)减水率低，节约水泥的效率低；(3)生产过程大量使用甲醛，甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。而第三代聚羧酸系高性能减水剂的性能与质量有了质的提高，聚羧酸减水剂剂合成采用水溶液自由基聚合，整个过程无甲醛及其他有害释放物，无废水废气排放，符合绿色建材的发展方向。

预制件在生产过程中要减少抹面时间和预养时间,缩短蒸养时间,加快生产速度，这就要求聚羧酸减水剂具有早强和早凝的性能，尤其是外加剂中不要有引气和缓凝的成分，这是因为预制件生产采用蒸养技术，如果发生缓凝现象，管片表面就会有起鼓、酥松和气泡的现象发生，严重影响管片的质量和外观。为了提高预制件的生产效率、满足预制件质量要求，科技工作者持续不断地研发提高聚羧酸减水剂的性能。

CN 106749983 A一种超早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，是将水、不饱和聚氧乙烯醚、早强基单体(丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)、氧化性引发剂投入反应釜中，搅拌至溶解，加热至30-80°，向其中同时滴加已配置好的A液、B液，保温1-2小时，加碱中和至pH为6-7，补水至固含量为40-50％，得到早强型聚羧酸减水剂。专利CN 106632892A一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，是引入甲基丙烯酸-2-(二甲氨基)乙酯，甲基丙烯酸(二乙氨基)乙酯，甲基丙烯酸-2-(二异丙基氨基)乙酯或甲基丙烯酸-2-吗啉基乙酯。这两个专利，都是引入分子中含有N原子的可与不饱和聚醚、丙烯酸共聚的功能单体。这些含有N原子的功能单体有一对孤对电子，很容易与金属离子发生络合作用，形成较为稳定的络合物。这些络合物在溶液中形成许多可溶区，从而提高了水化产物的扩散速率，加速C3S的水化，从而提高早期强度。

另外查到文献制备早强型聚羧酸减水剂合成的另一途径是采用分子量3000至5000较高的不饱和聚醚，合成出侧链长而主链相对较短的聚羧酸分子，其形状由传统的梳形变成倒“T”形，侧链之间的距离较大。在具有很强的空间位阻作用的同时，长的聚醚类侧链可以让水分进入到水泥颗粒中，保证水泥的正常水化；同时，早强型聚羧酸分子的侧链较长，改善了共聚物分子在水泥颗粒表面的吸附状态，从而促使细小的钙矾石晶体生成，加速混凝土早期强度的发展。