保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及到一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，其分子量为40000～65000，结构通式如下式I：式中：m=40～60，n=45～70，k=20～30，p=10～30，t=60～100。本发明的优点在于：分子结构中引入的丙烯酸羟基乙酯，在碱性环境下水解为羧酸和醇，其中羧酸基能起缓凝和保坍作用，醇羟基能起缓凝作用；分子结构中引入的马来酸酐，在碱性环境下可以水解为两个-COOH，能络合Ca2+，可以有效延缓水泥水化；分子结构中引入的磺酸基团，能优先分散水泥颗粒，延缓水泥水化；合成反应的温度较低，合成工艺简单，易于合成；保坍效果明显，受气候的影响小，与其他外加剂配合使用时相容性好。
【专利说明】保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料外加剂领域，具体涉及到一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]20世纪60年代以来，国外市场出现了三种高效减水剂，它们分别是苯磺酸盐甲醛缩合物、多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物，由此带来了高效减水剂开发与研究的快速发展。90年代初以聚丙烯酸盐及其接枝共聚物为代表的聚羧酸系高效减水剂迅速发展，并成为21世纪高效减水剂的发展方向。在实际工程中，由于水泥的化学成分和烧成工艺不同、砂石原材料的质量高低不同以及施工环境(温度和湿度等)的不同，导致减水剂对水泥的相容性变差，从而降低混凝土的坍落度。初始坍落度和坍落度经时损失直接影响到混凝土的可泵性、流动性和保水性。改良聚羧酸减水剂的保坍性，将影响高性能混凝土的施工性能。
[0003]常见的聚羧酸系高效减水剂的化学结构通式如下所示，其中MjPM2代表H、碱金属离子；M3代表H、碱金属铵离子或有机胺。聚羧酸减水剂的分子结构属于梳形结构，其侧链上的羧酸基和磺酸基等官能团能使水泥颗粒高度分散，从而延缓水泥水化。另外增加聚羧酸减水剂分子链的电荷密度及(电位能提高它的分散性，但这样一来，它在水泥颗粒的吸附过快，反而降低减水效果。聚羧酸减水剂中羧酸基和磺酸基比例高，易于吸附在颗粒表面，使混凝土流动性保持性能满足泵送的要求；但是超掺又会使新拌混凝土出现严重的泌水离析现象，影响混凝土的施工性和耐久性。
[0004]
【权利要求】
1.保坍型聚羧酸减水剂，其分子量为40000~65000，结构通式如下式:
2.权利要求1所述的保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于包括有以下步骤:将TPEG、苯乙烯、甲基丙烯酸磺酸钠和马来酸酐同时投入反应器中，加水，上述各物料共100重量份，其中水与TPEG的质量比为0.6，搅拌并加热至50~70°C，保温，同时开始滴加质量分数40~60%的丙烯酸羟基乙酯溶液6~9重量份，2~3h滴加完全；质量分数I~4%的引发剂溶液0.8~1.5重量份，2~3h滴加完全和质量分数2~3%的分子量调节剂溶液0.08~0.36重量份，3~4h滴加完全，待滴加完毕，保温I~2h，用碱调节pH=6~8，得到保坍型聚羧酸减水剂溶液。
3.根据权利要求2所述的保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于TPEG:苯乙烯:甲基丙烯酸磺酸钠:马来酸酐的质量比为1:0.2~0.4:0.1~0.2:0.16~0.25。
4.根据权利要求2或3所述的保坍型聚羧酸减水剂制备方法，其特征在于所述的引发剂为过硫酸铵和过硫酸钾的混合物，其质量比为1:1~7。
5.根据权利要求2或3所述的保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的分子量调节剂为巯基乙酸与(6-巯基丙酸的混合物，其质量比为1:1~5。
【文档编号】C08F228/02GK103613307SQ201310598234
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】马保国, 代柱端, 谭洪波, 汪杰, 李相国, 蹇守卫, 黄健 申请人:武汉理工大学