一种高性能聚羧酸减水剂及其制备方法与流程

本申请涉及混凝土外加剂，特别涉及一种高性能聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术：

1、混凝土原材料对混凝土性能具有较大影响。配合比相同的条件下,原材料的改变往往会造成混凝土性能差异性大，尤其是对混凝土拌合物性能影响较大，会造成混凝土出现泌水离析等问题。

2、此外，高流动性水泥基材料，如自流平混凝土、自密实混凝土、灌浆材料等，在工程应用中显示出巨大的优势。高流动性水泥基材料制备的关键问题是同时实现高流动性和稳定性，这意味着在没有任何泌水和离析的情况下实现高流动性。

3、为保证混凝土性能稳定性，通过混凝土外加剂优化混凝土拌合物性能是常用的技术手段，而聚羧酸减水剂是目前混凝土中用量最大且功能可设计的一种外加剂。

4、当混凝土原材料波动时，现有的传统聚羧酸减水剂无法有效解决其离析泌水问题。此外，现有的传统聚羧酸减水剂也无法有效解决高流动性水泥基材料离析泌水问题。因此，开发一种能够改善混凝土离析、泌水的高性能聚羧酸减水剂势在必行。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的现有技术的问题，本申请提供一种高性能聚羧酸减水剂，其技术方案如下：

2、该高性能聚羧酸减水剂的组分包括聚羧酸减水剂以及改性纤维素醚；所述聚羧酸减水剂通过乙烯基聚醚大单体、不饱和羧酸与功能单体在引发剂、链转移剂作用下聚合反应而成；

3、所述功能单体为3-[三(1-甲基乙氧基)硅基]丙基甲基丙烯酸酯或者疏水单体，所述疏水单体结构式如下：

4、，

5、其中,a值为1或者2，b值为1～7的整数，r1为h或者ch3，r2为h或者f。

6、在一些实施例中，所述聚羧酸减水剂与所述改性纤维素醚的重量比为（60～80）：（15～20）。

7、在一些实施例中，所述改性纤维素醚的制备过程为：在纤维素中加入碱液进行碱性处理；升温至60～90℃，加入环氧丙烷并在60～90℃下反应1～3h，即得所述改性纤维素醚；其中，所述羧甲基纤维素、碱液与环氧丙烷的重量比为100：（5～20）：（20～100），所述碱液的质量浓度为（30～35）%。

8、在一些实施例中，所述纤维素为羧甲基纤维素，其分子量为90000～250000，取代度为0.7～1.2；所述碱液为氢氧化钠溶液。

9、在一些实施例中，在引发剂、链转移剂作用下，所述乙烯基聚醚大单体、不饱和羧酸、功能单体聚合反应制得聚羧酸减水剂；其中，所述聚合反应温度为40～45℃；所述乙烯基聚醚大单体、不饱和羧酸、功能单体重量比为（80～100）：（10～15）：（10～30）。

10、在一些实施例中，所述引发剂由还原剂和氧化剂组成；

11、所述聚合反应过程为：按重量份数计，将10～30份功能单体、80～100份乙烯基聚醚大单体、1～1.52份氧化剂与50～80份水加入反应器中；控制反应体系温度40～45℃，然后分别加入30.5～30.8份还原剂水溶液、40～45份不饱和羧酸水溶液、30.4～30.9份链转移剂水溶液，加入时间为3～4h；所述还原剂水溶液、不饱和羧酸水溶液和链转移剂水溶液均加入结束后，在40～45℃下保温1～5h，并加入合适水量调整得到浓度为40～50%的反应产物；反应产物用碱调整ph至6.0～7.0，即得聚羧酸减水剂；其中，所述不饱和羧酸水溶液由10～15份不饱和羧酸溶于30份水中形成；所述还原剂水溶液由0.5～0.8份还原剂溶解于30份水中形成；所述链转移剂水溶液由0.4～0.9份链转移剂溶解于30份水中形成。

12、在一些实施例中，所述还原剂水溶液、不饱和羧酸水溶液和链转移剂水溶液采用滴加方式加入。

13、在一些实施例中，所述乙烯基聚醚大单体的分子量为2400～5000；所述不饱和羧酸为丙烯酸。

14、在一些实施例中，所述还原剂为亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、吊白块、维生素c中的一种或多种组合；所述氧化剂为双氧水；所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、正十二烷基硫醇、仲十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇中的一种或多种组合；所述碱为氢氧化钠。

15、本申请还提供一种如上所述的高性能聚羧酸减水剂的制备方法,其包括以下制备步骤：将聚羧酸减水剂和改性纤维素醚混合，即得所述高性能聚羧酸减水剂。

16、本申请提供的高性能聚羧酸减水剂，与现有的技术相比，具有以下有益效果：

17、本申请提供的高性能聚羧酸减水剂，其采用聚羧酸减水剂与改性纤维素醚复合，将其应用于混凝土，混凝土初始流动度好，保坍性能佳，且混凝土保水性、包裹性以及黏聚性好，拌制混凝土无离析泌水现象。

技术特征：

1.一种高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：其组分包括聚羧酸减水剂以及改性纤维素醚；

2.根据权利要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚羧酸减水剂与所述改性纤维素醚的重量比为（60～80）：（15～20）。

3.根据权利要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于，所述改性纤维素醚的制备过程为：在纤维素中加入碱液进行碱性处理；升温至60～90℃，加入环氧丙烷并在60～90℃下反应1～3h，即得所述改性纤维素醚；

4.根据权利要求3所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述纤维素为羧甲基纤维素，其分子量为90000～250000，取代度为0.7～1.2；

5.根据权利要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：在引发剂、链转移剂作用下，所述乙烯基聚醚大单体、不饱和羧酸、功能单体聚合反应制得聚羧酸减水剂；

6.根据权利要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述引发剂由还原剂和氧化剂组成；

7.根据权利要求6所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述还原剂水溶液、不饱和羧酸水溶液和链转移剂水溶液采用滴加方式加入。

8.根据权利要求1所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述乙烯基聚醚大单体的分子量为2400～5000；

9.根据权利要求6所述的高性能聚羧酸减水剂，其特征在于：所述还原剂为亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、吊白块、维生素c中的一种或多种组合；

10.一种如权利要求1-9任一项所述的高性能聚羧酸减水剂的制备方法,其特征在于，包括以下制备步骤：

技术总结
本申请涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种高性能聚羧酸减水剂及其制备方法。该高性能聚羧酸减水剂的组分包括聚羧酸减水剂以及改性纤维素醚;聚羧酸减水剂通过乙烯基聚醚大单体、不饱和羧酸与功能单体在引发剂、链转移剂作用下聚合反应而成。本申请提供的高性能聚羧酸减水剂，其采用聚羧酸减水剂与改性纤维素醚复合，将其应用于混凝土，混凝土初始流动度好，保坍性能佳，且混凝土保水性、包裹性以及黏聚性好，拌制混凝土无离析泌水现象。

技术研发人员：林艳梅,方云辉,贺盟,陈展华,郭元强,沈强,柯余良,林添兴
受保护的技术使用者：科之杰新材料集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13