一种预制构件用早强型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种预制构件用早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，其中一种预制构件用早强型聚羧酸减水剂由聚醚大单体、酰胺基功能单体、硅氧烷基团功能单体、不饱和羧酸(酐)共聚单体和磺酸基功能单体按质量比(18～20)：(1.2～1.5)：(0.8～1)：(2～2.8)：(0.5～0.8)通过共聚反应制得。通过对聚羧酸高性能减水剂进行分子设计和研究，在聚羧酸减水剂分子结构中引入具有早强特性的酰胺基团、硅氧烷基团和磺酸基团，同时引入大分子量的聚醚大单体，制备出具有高分散性的早强型聚羧酸减水剂，进一步促进水泥水化，改善混凝土分散性能和早期强度性能，提高其在预制构件混凝土方面的工作性能。制构件混凝土方面的工作性能。

【技术实现步骤摘要】
一种预制构件用早强型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种预制构件用早强型聚 羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国现代化的飞速发展，基础设施、工业与民用建筑建设力度及规 模不断加大，混凝土预制构件化己成为现代工程的需求及发展方向。过去提 高混凝土早期强度的方法主要是优化配合比、降低水胶比、提高水泥掺量以 及掺加早强剂等等。
[0003]常用早强剂种类主要有氯盐，如氯化钠和氯化钙；硫酸盐，如硫酸钠和 硫代硫酸钠：有机早强剂，如三乙醇胺和甲酸钙等。氯化物无机盐早强剂仅 从早强效果是最明显的，但氯离子是引起钢筋混凝土锈蚀的主要因素，严重 影响钢筋混凝土的耐久性，使其应用受到严格限制。
[0004]为了减少对钢筋的腐蚀，目前大多的用于预制构件的混凝土外加剂不含 氯盐，如公开号为CN1636921A的专利所公开的聚丙烯酸系混凝土减水剂的 合成是通过聚乙二醇与丙烯酸酯化得到酯化产物，再与丙烯酸和2
‑
丙烯酰 胺
‑
2基丙烯磺酸钠等带不饱和双健的磺酸盐共聚，从而合成出30wt％减水剂 产品，其重均分子量为20000～60000；混凝土减水率达35％以上；混凝土3 天抗压强度提高100％～300，28天提高40％～80％，90天提高30％～50％； 混凝土拌合物2小时的坍落度基本不损失，特别适合于高温条件；混凝土拌 合物和易性好，抗泌水、抗离析；碱含量低；不含氯离子，对钢筋无腐蚀性； 抗冻融和抗碳化能力高；混凝土28天收缩率较萘系类减水剂低20％。
[0005]由此可见，在确保混凝土最终性能的条件下，提供一种早强效果明显， 与水泥适应性好，减水率大的聚羧酸系早强型外加剂，显得越来越重要。

技术实现思路

[0006]为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种预制构件用早强型聚羧 酸减水剂，由聚醚大单体、酰胺基功能单体、硅氧烷基团功能单体、不饱和 羧酸(酐)共聚单体和磺酸基功能单体按质量比(18～20)：(1.2～1.5)： (0.8～1)：(2～2.8)：(0.5～0.8)通过共聚反应制得。
[0007]在一实施例中，所述聚醚大单体为分子量3000～5000的异戊烯醇聚氧乙 烯醚，较佳地，所述聚醚大单体为分子量为3000、4000、5000的异戊烯醇聚 氧乙烯醚中的一种。
[0008]在一实施例中，所述酰胺基功能单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲 基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N，N
‑
二甲基丙烯酰胺、 4
‑
乙烯苯甲酰胺或N
‑
羟乙基丙烯酰胺中的一种或多种。
[0009]在一实施例中，所述硅氧烷基团功能单体为乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ
‑ꢀ
氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2
‑
甲氧基乙氧基)硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基 丙基三异丙氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0010]在一实施例中，所述不饱和羧酸(酐)共聚单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、 丙烯酸羟丙酯、马来酸酐或衣康酸酐中的一种或多种。
[0011]在一实施例中，所述磺酸基功能单体为甲基丙烯磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺
‑2‑ꢀ
甲基丙磺酸、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠或乙烯基磺酸钠中的一种或多种。
[0012]在一实施例中，所述共聚反应在引发剂和还原剂的存在下进行。
[0013]在一实施例中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化叔戊酸叔丁 酯或过氧化二碳酸二环己酯中的一种或多种。
[0014]在一实施例中，所述还原剂为2
‑
羟基
‑2‑
亚磺酸基乙酸钠、亚硫酸氢钠、 抗坏血酸或次磷酸钠中的一种或多种。
[0015]在一实施例中，所述预制构件用早强型聚羧酸减水剂通过中和剂调节pH 至7～8。
[0016]在一实施例中，所述中和剂为氢氧化钠、氢氧化钙、甲醇钠、氨水或乙 醇胺中的一种或多种。
[0017]在一实施例中，所述引发剂为聚醚大单体质量的0.4％～0.76％，所述还原 剂为聚醚大单体质量的1.25％～1.66％，所述中和剂的质量为聚醚大单体质量 的10％～13.8％。
[0018]在一实施例中，包括以下重量份的制备原料：聚醚大单体180～200份； 酰胺基功能单体12～15份；硅氧烷基团功能单体8～10份；不饱和羧酸(酐) 共聚单体20～28份；磺酸基功能单体5～8分；引发剂0.8～1.4份；还原剂 2.5～3.0份；中和剂20～25份；水180～210份。
[0019]本专利技术还提供一种如上任意所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂的制 备方法，将聚醚大单体、酰胺基功能单体、硅氧烷基团功能单体、不饱和羧 酸(酐)共聚单体和磺酸基功能单体按质量比(18～20)：(1.2～1.5)： (0.8～1)：(2～2.8)：(0.5～0.8)通过共聚反应制得所述预制构件用 早强型聚羧酸减水剂。
[0020]在一实施例中，所述共聚反应的温度为55℃～65℃。
[0021]优选地，一种如上任意所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂的制备方 法，具体包括以下制备步骤：
[0022]步骤一、将聚醚大单体、硅氧烷基团功能单体、还原剂和第一部分水在 容器中混合并经过超声处理后，加入到反应装置中，并控制温度在55℃～ 65℃，搅拌形成单体混合溶液；
[0023]将引发剂与第二部分水混合后加到第一滴加装置中；
[0024]将酰胺基功能单体、不饱和羧酸(酐)共聚单体和第三部分水混合后加 到第二滴加装置中；
[0025]将磺酸基功能单体和剩余水混合后加到第三滴加装置中；
[0026]步骤二、将第一滴加装置、第二滴加装置和第三滴加装置中的溶液在t0内分别全部滴加到反应装置中，待第一滴加装置、第二滴加装置和第三滴加 装置中的溶液全部滴加完成后，在55℃～65℃下继续恒温反应t1；
[0027]步骤三、将反应温度降至室温，再向反应装置内加入中和剂溶液，调节 混合溶液pH值至7～8，即得所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂。
[0028]需要说明的是，上述制备方法中，水分成四部分进行添加，每部分具体 添加量本
领域技术人员可在确保反应能够顺利进行的前提下根据相应混合物 质情况进行调整。
[0029]在一实施例中，所述容器为三口烧瓶，所述超声处理条件为使用KQ3200DB 型数控超声清洗器超声功率设置100％，时间30min，温度30℃，需要说明的 是，上述超声处理条件，本领域技术可根据实际使用的仪器对相关参数进行 调整。
[0030]在一实施例中，所述t0为160～210min；所述t1为1～3h。
[0031]基于上述，与现有技术相比，本专利技术提供的预制构件用早强型聚羧酸减 水剂具有以下原理和有益效果：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制构件用早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：由聚醚大单体、酰胺基功能单体、硅氧烷基团功能单体、不饱和羧酸(酐)共聚单体和磺酸基功能单体按质量比(18～20)：(1.2～1.5)：(0.8～1)：(2～2.8)：(0.5～0.8)通过共聚反应制得。2.根据权利要求1所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚醚大单体为分子量3000～5000的异戊烯醇聚氧乙烯醚。3.根据权利要求1所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述酰胺基功能单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N，N
‑
二甲基丙烯酰胺、4
‑
乙烯苯甲酰胺或N
‑
羟乙基丙烯酰胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述硅氧烷基团功能单体为乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2
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甲氧基乙氧基)硅烷、3
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甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的预制构件用早强型聚羧酸减水剂，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱少宏，林艳梅，方云辉，柯余良，朱巧勇，于飞宇，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：