一种超支化型混凝土增粘剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种超支化型混凝土增粘剂及其制备方法和应用，属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，所述超支化型混凝土增粘剂由超支化聚合物A、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类单体和不饱和磺酸类单体通过自由基聚合反应制备而成；所述超支化聚合物A由不饱和三元含氧杂环类单体通过开环聚合反应制备而成，所述不饱和三元含氧杂环类单体为烯丙基缩水甘油醚或甲基烯丙基缩水甘油醚。本发明专利技术的增粘剂能有效改善新拌混凝土的和易性，解决混凝土离析、泌水和沉降的问题，保水增粘效果明显，裹浆效果好，且无严重的缓凝或引气现象。象。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化型混凝土增粘剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于建筑材料混凝土外加剂
，具体涉及一种超支化型混凝土增粘剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着建筑结构设计及超高层建筑的不断发展，建筑施工对混凝土也提出了更高的要求，混凝土构件的不断复杂化和建筑构件中钢筋密度的不断增加，往往要求混凝土具有大流动性，但若拌合物过烯，混凝土易发生分层离析现象，容易造成赌泵、施工部位漏浇和固化体强度不达标等问题，影响混凝土工程的质量和使用寿命。此外，天然砂的开采受限，机制砂的使用量日益增长，但机制砂质量差，存在级配差、含泥量高等问题，导致混凝土的粘聚性变差。因此，需要采取有效方法使得新拌混凝土同时具有良好的流动性和抗离析性。在混凝土体系中掺入流变调节剂是目前提高混凝土粘度，减少泌水、离析现象发生的较为安全有效的方法，目前大多数混凝土流变调节剂为稻壳灰、温仑胶、纤维素醚、纤维素衍生物等天然聚合物；但上述物质与聚羧酸减水剂之间存在着相容性问题，此外，此类流变调节剂对掺量较为敏感，低掺量时具有较好的流变改性作用，但稍微过掺便会显著增加混凝土的粘度，使新拌混凝土的流动性下降，从而导致需水量增加，影响混凝土的强度；
[0003]一种好的混凝土流变调节剂应具有以下特性：首先，低掺量时能明显增加新拌混凝土的粘度，使新拌混凝土在塑性状态下减少沉降，不泌水；其次，与其它外加剂具有良好的相容性；最后，对混凝土流动度影响小，具有一定的经时保水增粘能力。人工合成聚合物类混凝土流变调节剂由于具有原料多样性、合成方式丰富、分子结构可设计性强等优点，已成为许多科研工作者的重点研究方向。目前已有部分流变调节剂可解决传统流变调节剂与聚羧酸减水剂相容性差的技术问题，如中国专利CN109369859 B公开了一种混凝土增粘型粘度调节剂及其制备方法，包括以下步骤：将改性聚醚单体、不饱和酰胺单体、不饱和羧酸单体和交联剂溶于去离子水中，得到单体混合溶液：将不饱和酰胺单体和不饱和羧酸单体溶于去离子水中，记为A液：在N2和40～60℃条件下，将引发剂溶液和A液缓慢滴加于单体混合溶液中，在60～90℃下持续搅拌反应，调PH值，补水稀释，即得粘度调节剂。本专利技术粘度调节剂与聚羧酸减水剂相容性好，可有效调节混凝土粘聚性，解决混凝土离析、泌水问题，而不影响混凝土的保明性能、凝结时间。但是该粘度调节剂采用改性聚醚单体为原料，改性聚醚为线性聚合物，分子链容易发生弯曲，分子链间容易发生缠绕，从而减弱了粘度调节剂分子束缚水分子和桥接水泥、砂石颗粒的能力，进而降低粘度调节剂的增粘效果。
[0004]因此，研究一种可以避免线性聚合物分子间缠绕的增粘剂，能有效解决新拌混凝土离析、泌水等问题，又能与聚羧酸减水剂具有良好的相容性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种超支化型混凝土增粘剂，本专利技术的增粘剂由超支化聚合物、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类
单体和不饱和磺酸类单体通过自由基聚合反应制备而成。可以避免使用线性聚醚存在的分子间缠绕的问题，能有效调节混凝土的粘聚性，解决新拌混凝土的泌水、离析等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：
[0007]一种超支化型混凝土增粘剂，由超支化聚合物A、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类单体和不饱和磺酸类单体通过自由基聚合反应制备而成；
[0008]所述超支化聚合物A由不饱和三元含氧杂环类单体通过开环聚合反应制备而成，所述不饱和三元含氧杂环类单体为烯丙基缩水甘油醚或甲基烯丙基缩水甘油醚。
[0009]不饱和三元含氧杂环类单体通过开环多支化聚合形成末端带有多个双键的超支化聚合物A，本专利技术的增粘剂采用超支化聚合物A为原料，与线性聚合物相比，其流体力回转半径小，分子链间的缠绕更少，分子链能有效地在水泥颗粒和砂石之间产生“架桥效应”，增加混凝土的粘聚性，能有效解决新拌混凝土的泌水、离析等问题。
[0010]优选的，所述超支化聚合物A包含下述通式
①
所示的重复单元，或包含下述通式
②
所示的重复单元：
[0011][0012]在所述通式
①
中，R为烯丙基；在所述通式
②
中，R
′
为甲基烯丙基。
[0013]优选的，所述超支化聚合物A的重均分子量为3000～4000。
[0014]优选的，所述超支化聚合物A、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类单体和不饱和磺酸类单体的质量比为：1:(0.15～0.3):(0.1～0.25):(0.4～0.5)。
[0015]优选的，所述不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体为N
‑
羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯或N
‑
羟基琥珀酰亚胺甲基丙烯酸酯。
[0016]优选的，所述不饱和马来酸双酯类单体为聚乙二醇马来酸双酯、一缩二乙二醇马来酸双酯、三乙二醇马来酸双酯中的一种。
[0017]优选的，所述不饱和磺酸类单体为2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸或甲基丙烯酰胺丙基
‑
N,N
‑
二甲基丙磺酸。
[0018]优选的，所述增粘剂的重均分子量为10万～100万。
[0019]本专利技术的增粘剂是由含有碳碳双键的单体通过自由基链式加成聚合得到的，
‑
C
‑
C
‑
键作为聚合物分子的主链，单体上的功能性基团一般在聚合物的侧链上。聚合产物的分子量较大，可以在水泥颗粒、砂粒以及石头之间产生“架桥效应”，增加混凝土的粘聚性，也就是提高混凝土的粘度。由于侧链上的酰胺基团和酯基，在水泥水化的碱性环境下会发生水解反应，生成具有保水功能的醇类，可以提高新拌混凝土的经时保水增粘能力。
[0020]专利技术人发现，目前大多数增粘剂为线性聚合物，线性聚合物在混凝土高碱性环境中容易发生弯曲，从而使增粘剂分子失去束缚水分子和桥接水泥、砂石颗粒的能力；而本专利技术的不饱和三元含氧杂环类单体通过开环聚合可形成末端带有多个双键的高度支化的亲水产物，其末端的C＝C可通过自由基聚合接上所需的官能团。与线性聚合物相比，其流体力回转半径小，分子链间的缠结更少，可以有效的桥接水泥和砂石颗粒，增加混凝土的粘度。
[0021]专利技术人还发现，不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体为带有C＝C的单酯，在混凝土碱性
环境中会发生水解生成具有强吸附能力的羧酸及具有保水性能的醇，使增粘剂具有经时增粘保水性能。不饱和马来酸双酯类单体为带有C＝C的双酯，具有两个或两个以上的碳碳双键，可在体系中起到轻度交联的作用，让聚合物形成空间立体结构，联合聚合物上吸附性强的羧基、酰胺基等基团，可增强聚合物与水泥和砂石颗粒之间的相互作用，赋予增粘剂更好的增粘性能。
[0022]专利技术人还发现，不饱和磺酸类单体存在水溶性的磺酸基团，其可与水分子形成氢键，两个S＝O键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超支化型混凝土增粘剂，其特征在于，由超支化聚合物A、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类单体和不饱和磺酸类单体通过自由基聚合反应制备而成；所述超支化聚合物A由不饱和三元含氧杂环类单体通过开环聚合反应制备而成，所述不饱和三元含氧杂环类单体为烯丙基缩水甘油醚或甲基烯丙基缩水甘油醚。2.根据权利要求1所述的超支化型混凝土增粘剂，其特征在于，所述超支化聚合物A包含下述通式
①
所示的重复单元，或包含下述通式
②
所示的重复单元：在所述通式
①
中，R为烯丙基；在所述通式
②
中，R
′
为甲基烯丙基。3.根据权利要求1所述的超支化型混凝土增粘剂，其特征在于，所述超支化聚合物A、不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体、不饱和马来酸双酯类单体和不饱和磺酸类单体的质量比为1:(0.15～0.3):(0.1～0.25):(0.4～0.5)。4.根据权利要求1所述的超支化型混凝土增粘剂，其特征在于，所述不饱和琥珀酰亚胺单酯类单体为N
‑
羟基琥珀酰亚胺丙烯酸酯或N
‑
羟基琥珀酰亚胺甲基丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的超支化型混凝土增粘剂，其特征在于，所述不饱和马来酸双酯类单体为聚乙二醇马来酸双酯、一缩二乙二醇马来酸双酯、三乙二醇马来酸双酯中的一种。6.根据权利要求1所述的超支化型混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正平，汪源，汪苏平，李祥，
申请(专利权)人：武汉源锦建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：