一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土添加剂领域，特别涉及一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 聚羧酸减水剂是一类以不饱和羧酸为主链，以聚酯或聚醚为长侧链，并接枝适当 活性官能团的高性能减水剂。与传统高效减水剂相比，聚羧酸减水剂具有更高的减水率、更 好的坍落度保持性和较小的干燥收缩性，且具有一定引气性能。该类减水剂可通过调整聚 合工艺，定向引入功能型官能团实现功能化设计，从而更好地解决混凝土实际应用过程中 遇到的问题。
[0003]进入"十二五"以来，为贯彻落实建设资源节约型与环境友好型社会、转变经济发 展方式、实现社会经济可持续发展的要求，我国建筑领域大力推进了住宅产业化的发展。住 宅产业化是指用工业化生产方式来建造住宅，是机械化程度不高和粗放式生产方式升级换 代的必然要求，以提高住宅生产的劳动生产率，提高住宅的整体质量，降低建造成本、物耗 及能耗。住宅产业化的核心是工业化生产，构件生产工厂化。近年来，我国一大批高速铁 路、地铁、轻轨、跨海大桥、海底隧道等重特大工程相继开工建设，大量构件采用工厂预制方 式生产，如PC梁、管片、沉箱等。
[0004] 工厂化生产预制混凝土构件时，不仅要求新拌混凝土具有良好的工作性能，而且 期望构件一旦成型后，混凝土强度能快速提高，使混凝土具有较高的早期强度，从而加快模 板周转，提高施工效率。掺用常规的混凝土减水剂（包括聚羧酸减水剂），混凝土强度增长 缓慢，早期强度不足，为使构件尽早脱模，需采用蒸养方式促进混凝土强度快速发展，如此 势必增加设备投入，增大生产能耗。为此，迫切需要研究开发一种早强型聚羧酸减水剂产 品，使混凝土具有理想的早期强度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种早强型聚羧酸减水剂，其减水率 高，大幅提高了混凝土的早期强度，满足预制构件对早期强度要求高的生产需要。
[0006] 本发明的技术方案是：一种早强型聚羧酸减水剂，包括单体A、单体B、单体C、单体 D，按摩尔比为20~30 :80~90 :4~6 :3~5,在引发剂和链转移剂作用下，共聚成分子量 为80000~100000的聚合物，其结构分子式为
[0007]
[0008] 其中，nl为 30 ~38,n2 为 105 ~135,n3 为 6 ~8,n4 为 4 ~6,m为 50 ~55。
[0009] 所述单体A为分子量是2200~2400的甲基烯基聚氧乙烯醚；
[0010] 所述单体B为甲基丙烯酸、丙烯酸、富马酸、衣康酸、马来酸或马来酸酐；
[0011] 所述单体c为马来酰亚胺、丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸；
[0012] 所述单体D为丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。
[0013] 所述引发剂为浓硫酸、过硫酸铵、双氧水中的任意一种或几种混合。
[0014] 所述链转移剂为巯基乙酸、2-巯基丙酸、巯基乙醇中的任意一种或几种混合。
[0015] 早强型聚羧酸减水剂的制备方法，有以下步骤，
[0016] 1)按上述摩尔比，取单体A、单体B、单体C和单体D;
[0017] 2)取单体A溶于去离子水中，升温搅拌至完全溶解后加入引发剂和部分单体B，其 中，加入单体B的摩尔量为1. 5倍的单体A，继续搅拌升温；
[0018] 3)取链转移剂溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液；
[0019] 4)取余下的单体B，与单体C、单体D共溶于去离子水中，搅拌混匀，得小单体溶 液；
[0020] 5)搅拌步骤2)所得溶液升温至40±2°C时同步匀速滴加步骤3)所得链转移剂溶 液和步骤4)所得小单体溶液，2h滴完，保温继续反应1~2h后降温至30°C以下，调节pH 值至6~8,即得早强型聚羧酸减水剂。
[0021] 步骤5)中用40%氢氧化钠溶液调节pH值。
[0022] 步骤2)添加引发剂的质量为单体A、单体B、单体C、单体D总质量的0.2~1.8%。
[0023] 步骤3)添加链转移剂的质量为单体A、单体B、单体C、单体D总质量的0.05~ 0? 50%〇
[0024] 在水溶液介质中，单体B共聚生成主链，不饱和改性单体A与主链发生接枝聚合反 应生成长侧链，引入的不饱和小单体C和D均具有不饱和双键，在引发剂和链转移剂作用 下，与主链发生接枝聚合反应生成短侧链，共聚得到具有目标分子结构、分子量分布、官能 团的早强型聚羧酸减水剂。
[0025] 本发明的有益效果是：经试验验证，当折固掺量为0. 2%时，添加本发明所述早强 型聚羧酸减水剂制备的混凝土减水率可达到28%，减水效果好；制备的混凝土Id抗压强度 比可达到220%，早强效果明显。与现有聚羧酸系减水剂相比，本发明提供的早强型聚羧酸 减水剂大幅提高了混凝土的早期强度，满足预制构件对早期强度要求高的生产需求，与混 凝土原材料间具有广泛的适应性。
[0026] 本发明所用试剂为市售分析纯产品。
【具体实施方式】 [0027] 实施例1 :
[0028] 1)取575g甲基烯基聚氧乙烯醚、61. 2g丙烯酸、10. 35g2-丙烯酰胺基-甲基丙磺 酸和4g丙烯酸乙酯，待用；
[0029] 2)取5.4g丙烯酸、10. 35g2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸和4g丙烯酸乙酯溶于150g 去离子水中，搅拌均匀，得到小单体溶液，待用；
[0030] 3)将2. 28g巯基乙酸溶于100g去离子水中，搅拌均匀，得到链转移剂溶液，待用；
[0031] 4)将575g甲基烯基聚氧乙烯醚与300g去离子水混合后在反应容器中加热溶解， 待甲基烯基聚氧乙烯醚完全溶解后，加入余下的55. 8g丙烯酸与3. 25g浓度为27. 5 %的双 氧水，继续搅拌升温，待温度升至40±2°C，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液， 2h滴完，然后继续保温反应1~2h，反应结束后降温至30°C以下，加入40%氢氧化钠溶液 调节体系pH值至6~8之间，补充去离子水425. 8g，即得浓度为40 %的早强型聚羧酸减水 剂，检测其重均分子量为82135。
[0032] 实施例2:
[0033] 1)取460g甲基烯基聚氧乙烯醚、73.lg甲基丙烯酸、4. 26g丙烯酰胺和3. 5g丙烯 酸乙酯待用；
[0034] 2)将7. 74g甲基丙烯酸、4. 26g丙烯酰胺和3. 5g丙烯酸乙酯溶于120g去离子水 中，搅拌均匀，得到小单体溶液，待用；
[0035] 3)将1. 35g2-巯基丙酸溶于100g去离子水中，搅