[发明专利]配位激发剂、液体无碱速凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种配位激发剂和液体无碱速凝剂。配位激发剂为单体马来酸三乙醇胺酯、不饱和酰胺和不饱和硅烷的高分子多元共聚物，分子量分布区间为2000～600000，特别地，配位激发剂适合用于制备液体速凝剂。本发明提供的液体无碱速凝剂无氟无氯、6h抗压强度发展迅速，各项性能满足Q/CR 807‑2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》要求，用于交通隧道、矿山巷道支护、修复加固和防水堵漏等工程建设应用中。

技术领域

本发明涉及混凝土速凝剂技术领域，尤其涉及配位激发剂、液体无碱速凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着国家基础设施建设的发展，我国隧道建设、矿井加固、城市道路和防水设施修复等工程对喷射混凝土的质量要求不断提高，与此同时也对喷射混凝土用液体速凝剂的性能提出了更高的要求。与有碱速凝剂相比，液体无碱速凝剂以其较高的长期强度保留率、无碱无氯、安全环保和高耐久性等优点正逐渐取代有碱速凝剂成为速凝剂的发展方向。然而，目前市场上的液体无碱速凝剂仍存在稳定性差、掺量高、1d抗压强度低、碱含量超标、使用氢氟酸(HF)、氟硅酸(H₂SiF₆)或氟硅酸盐等含氟有毒原料等一系列问题。2021年03月31日中国国家铁路集团有限公司企业标准Q/CR 807-2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》正式实施，该标准要求液体无碱速凝剂氟离子含量≤0.05％，砂浆6h抗压强度≥1.0MPa，其他各方面性能也提出了高于国家标准GB/T 35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》的要求。

专利CN 107840593 A公开了一种喷射混凝土用早强型液体无碱速凝剂及其制备方法，由60-75wt％的改性聚合硫酸铝溶液、5-15wt％的改性醇胺溶液、0-3wt％性能调节剂、0-4wt％稳定剂以及水组成。专利CN 109180053 A公开了一种低回弹早强型液体无碱速凝剂及其制备方法，其原料组分配比为改性硫酸铝溶液60-80％，氧化石墨烯0.5-3％，稳定剂1-5％，性能调节剂1-5％，渗透剂0.5-3％，pH缓冲剂0.1-1％，余量为水。以上液体无碱速凝剂为了防止液体长期存放发生分层沉淀现象均使用了乙二胺四乙酸、柠檬酸、水杨酸、磷酸等对水泥水化具有缓凝作用的有机/无机酸类稳定剂，不利于砂浆6h强度的发展。

综上，开发一种无氟无氯、低掺量、高早强、综合性能优异的液体无碱速凝剂具有重要的意义。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了配位激发剂、液体无碱速凝剂及其制备方法和应用，本发明的液体无碱速凝剂无氟无氯、6h抗压强度发展迅速，各项性能满足Q/CR 807-2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》要求，适应于交通隧道、矿山巷道支护、修复加固和防水堵漏等工程建设应用中。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

第一方面，本发明提供一种配位激发剂，为单体马来酸三乙醇胺酯、不饱和酰胺和不饱和硅烷的高分子多元共聚物。优选地，配位激发剂适合用于制备液体速凝剂。

在一些实施方案中，所述马来酸三乙醇胺酯为马来酸单三乙醇胺酯、马来酸双三乙醇胺酯中的至少一种。

在一些实施方案中，马来酸三乙醇胺酯可以商购得到，也可以自制。例如，马来酸三乙醇胺酯可以由马来酸酐、三乙醇胺、催化剂经酯化后加水稀释所得，浓度为50-80％，优选60％；其马来酸酐与三乙醇胺的摩尔比为(1.0-1.3):1，催化剂用量为马来酸酐与三乙醇胺总质量的0.5-5wt％，所述催化剂为对甲苯磺酸、浓硫酸中的任意一种。

在一些实施方案中，所述不饱和酰胺为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种。