一种多功能型混凝土添加剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能型混凝土添加剂，该添加剂主要由单体A、单体B、单体C、和单体D制成，本发明还公开了该多功能型（减水、减缩、阻锈）混凝土添加剂的制备方法。本发明省略了溶剂的酯化过程，缩短了生产流程，提高了生产效率。本发明在接枝前进行主链的聚合有效地避免了长侧链的位阻影响，保证了单体的聚合活性，提高了单体的转化率。本发明在较低的掺量下实现了减缩、减水与阻锈性能的高度统一，掺量为0.2%时，28d的减缩率达到30%以上，减水率达到30%以上，阻锈效率达到50%以上，是一种新型的多功能耐久性改进材料。
【专利说明】一种多功能型混凝土添加剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料【技术领域】，具体涉及一种多功能型混凝土添加剂及其制备方法。
【背景技术】[0002]当今我国的基本建设已经进入到高速发展的阶段，重大基础工程规模空前，这些超大型工程的发展无一不与混凝土材料息息相关，并对混凝土提出了高强度、高流动性、高耐久等新的、更高的要求。而现代混凝土在原材料组成、性能和工艺等方面均发生了巨大的变化。以提高水泥细度、引入第五组分(工业废渣)和第六组分(化学外加剂)为代表的现代混凝土技术使得浆体体系更加复杂，带来了大量混凝土结构因过早开裂或钢筋锈蚀而产生的耐久性下降的问题，为可持续发展带来了极大的隐患。
[0003]要想在工程实际中真正提高混凝土结构的耐久性，实现可持续发展的宏观经济战略，必须从根本上解决混凝土裂缝和钢筋锈蚀问题，而在混凝土中掺加高性能混凝土外加剂无疑是改善混凝土耐久性最有效、简便和经济的方法，但目前任何单独一种外加剂都难以从根本上解决混凝土材料的耐久性。因此构筑和开发一种集高效减水、减缩抗裂和阻锈等多重功效的耐久性改进材料对于我国在基础设施建设少走弯路，提高效益，消除使用过程的安全隐患，降低维修费用等具有极其重要的现实意义。
[0004]专利CN200510057123.X公开了一种“聚丙烯酸盐类减缩剂及其制备方法”，该外加剂是一种具有减缩，减水及缓凝的多功能外加剂。其主要制备方法是丙烯酸或甲基丙烯酸、苯乙烯和聚乙二醇在引发剂、链转移剂及催化剂的作用下先聚合后酯化，但聚乙二醇在反应过程中会发生交联，反应不易控制，且合成的聚丙烯酸盐类减缩剂不具备阻锈功能。
[0005]专利CN200610040089.X中公开了一种“减缩、抗裂性接枝共聚物混凝土超塑化剂及其制备方法”，该外加剂不但减水率高，且干燥收缩率低。其主要制备方法是将丙烯酸或其盐，烷氧基聚醚单丙烯酸酯、马来酸酐半酯或其盐、α -烯丙醇ω -甲基聚醚和苯乙烯在自由基引发剂存在的条件下进行自由基共聚反应制得。但该反应过程较为复杂，且α -烯丙醇ω -甲基聚醚价格昂贵，采用的苯乙烯单体具有较强的刺激性，对人体及环境都有较大的危害，合成的超塑化剂同样不具备阻锈功能。
[0006]专利CN101759833.A中公开了 “一种阻锈功能优良的聚羧酸减水剂及其制备方法”，采用聚乙二醇单甲醚、丙烯酸、苯甲酸钠和苯并三氮唑在催化剂及引发剂的作用下，先酯化后聚合。以该专利所述的制备方法，苯并三氮唑并没有与丙烯酸或其他物质发生反应，而是以复配的形式存在发挥阻锈作用，且产物不具备减缩功能。
[0007]专利CN101787137.B中公开了 “一种具有减缩功能的聚羧酸系减水剂、合成方法及使用方法”，采用聚丙烯酸、带有酰胺基的胺类化合物、聚乙二醇在对甲苯磺酸的作用下进行酯化反应，该外加剂具有减水、减缩功能，但不具备阻锈功能，且聚乙二醇在反应过程中会发生交联，带有酰胺基的胺类化合物在聚丙烯酸及水的存在下会发生水解生成酸，反应不易控制。[0008]目前公开过的技术资料还没有专门针对具有减缩、阻锈和减水等多功能型外加剂方面的报道。
【发明内容】
[0009]发明目的:针对现有多功能型外加剂的不足，本发明的第一个目的是提供一种可大幅度降低混凝土的水胶比，改善混凝土施工性，提高混凝土的密实性，且有效防止二氧化碳、氯离子等腐蚀因子在钢筋表面积聚的集高效减水、减缩抗裂及阻锈等多重功效的多功能型混凝土添加剂。
[0010]本发明的第二个目的是提供该多功能型混凝土添加剂的制备方法。
[0011]技术方案:为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种多功能型混凝土添加剂，该添加剂主要由单体A、单体B、单体C、和单体D制成，各组分摩尔比为:
[0012]单体A I
[0013]单体B 0.025 ~0.32
[0014]单体C 0.06 ~0.62
[0015]单体D 0.015 ~0.27，且 A/(B+C+D)=1.25 ~6:1
[0016]所述单体A的通式(I)为
[0017]
【权利要求】
1.一种多功能型混凝土添加剂，其特征在于，该添加剂主要由单体A、单体B、单体C、和单体D制成，各组分摩尔比为: 单体A I 单体 B 0.025 ~0.32 单体C 0.06~0.62
单体 D 0.015 ~0.27，且 A/(B+C+D)=1.25 ~6:1， 所述单体A的通式(I)为
2.根据权利要求1所述的多功能型混凝土添加剂，其特征在于，所述单体A为丙烯酸或甲基丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的多功能型混凝土添加剂，其特征在于，所述单体B为甲氧基聚乙二醇醚，所述甲氧基聚乙二醇醚的分子量为560~2000。
4.根据权利要求1所述的多功能型混凝土添加剂，其特征在于，所述单体C为甲氧基聚亚烷基二醇醚、乙氧基聚亚烷基二醇醚或丁氧基聚亚烷基二醇醚。
5.根据权利要求1所述的多功能型混凝土添加剂，其特征在于，所述单体D为DMEA、BMPA、BDAP 或 DEAP 中的一种。
6.权利要求1-5任一项所述的多功能型混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:该添加剂先由单体A、B、C按上述摩尔比在引发剂和链转移剂的作用下进行自由基均聚反应后加入单体D及催化剂和碱性化合物溶液进行酯化反应而得到的。
7.根据权利要求6所述的多功能型混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、氢过氧化枯烯中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的多功能型混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，所述链转移剂为十二硫醇、十六硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、2-巯基丙酸或3-巯基丙酸的一种或者多种。
9.根据权利要求6所述的多功能型混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸、甲基丙烯酸酐、三氟甲磺酸、萘磺酸、NKC-9、固体超强酸中的一种。
10.根据权利要求6所述的多功能型混凝土添加剂的制备方法，其特征在于，所述碱性化合物溶液为氨水、有机胺溶液、单价金属或二价金属的氢氧化物溶液、单价金属碳酸盐溶液中的一种或 几种。
【文档编号】C08F2/38GK103450415SQ201310380236
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】高南箫, 冉千平, 刘加平, 张建纲 申请人:江苏博特新材料有限公司, 江苏苏博特新材料股份有限公司, 江苏省建筑科学研究院有限公司, 南京博特新材料有限公司