技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑外加剂技术领域，尤其是一种混凝土抗敏感型
聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 聚羧酸减水剂作为一种新型的高性能减水剂，具有减水率高，混凝土性能保持好，对环境无污染等突出优点，逐渐替代了常用的
萘系减水剂，目前市场占有率已达到了80％以上。与萘系减水剂相比，聚羧酸减水剂的减水率更高，可达40％以上，可以显著减少混凝土中水的用量，提高强度。但高减水会导致混凝土对水的敏感性大大提高，加上保水性差材料如矿渣
水泥，机制砂的应用，导致现在很多混凝土在施工过程中容易出现
泌水、
离析、抓底、板结等问题。严重影响了施工
质量和施工进度。
[0003] 面对这种情况，一些厂家会通过调整混凝土的
骨料配比解决问题，但建筑市场材料日趋恶化，材料质量不稳定，大大增加了生产成本。另一方面，一些厂家则通过在减水剂中复配适量的保水调黏剂和易性调节剂来降低对水和材料的敏感性，提高混凝土的和易性，但是该类产品存在成本过高，与聚羧酸减水剂不相溶，有析出及分层现象的缺点，同时也会增加混凝土黏度，影响流动性；因此开发出一种对材料适应性强，对水敏感度低，且减水效果和保坍效果优异的聚羧酸减水剂具有重大的意义。
[0004] 公开号为CN105217992A公开了一种改善混凝土由于过掺导致离析，泌水的高效解决方法，方法是将一定比例不同分子量的聚乙二醇溶液溶于减水剂中，改善了混凝土拌和物的状态，该方法优点是使用简单，相容性好，缺点是聚乙二醇引气性较大，容易导致混凝土含气量增大，降低混凝土强度；公开号为CN109021180A公开了一种低敏感减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，其通过在聚羧酸分子链中接入刚性的苯环结构，使其分散性良好，适应性强，能有效降低减水剂对含泥量的敏感性。但该发明工艺较为苛刻，原料需在高温及氮气保护条件下进行反应，工序复杂，成本较高。
发明内容
[0005] 针对上述
现有技术存在的问题，本发明提供了一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂及其制备方法。
[0006] 为了实现以上目的，本发明是通过如下技术方案来实现：
[0007] 本发明的第一目的在于提一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，包括以下重量份的原料：去离子水599-600份，嵌段改性不饱和聚
氧乙烯醚102-151.3份，异戊烯醇聚氧乙烯醚200-250份，不饱和羧酸30-38份，酯类功能性
单体3-5份，磺酸类功能性单体4-8份，链转移剂0.83-1.42份，
氧化剂0.63-3.1份，乳化剂2-3份，还原剂0.36-0.57份。
[0008] 进一步的，所述嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚的分子大小为3000-4000；嵌段聚醚
侧链嵌入环氧丙烷后，其结构更加舒展，能够通过侧链的缠绕作用等机理来改善浆体的
稳定性，更均匀的方式隔离、分布混凝土浆体，调整混凝土的
粘度，有效减少了混凝土抓底、泌水的现象。
[0009] 进一步的，所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量为2000-3000；所述异戊烯醇聚氧乙烯醚作为应用较广的减水剂聚醚，其性能优越，保坍性能好，适用性强，成本低廉。
[0010] 进一步的，所述的不饱和羧酸为
丙烯酸、甲基丙烯酸、
马来酸酐的一种或多种。
[0011] 进一步的，所述磺酸类功能性单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸磺酸钠，所述磺酸类功能性单体引入减水剂后能使聚醚侧链
密度增大，降低了水泥颗粒初始对减水剂的
吸附量，同时使吸附层厚度增大，能显著降低水泥颗粒表面的zeta电位，对含泥量高的混凝土有较好的分散性及保持性，降低了聚羧酸减水剂对含泥量的敏感性，更好发挥减水剂的功能，改善了混凝土拌合物的状态；所述酯类功能性单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯的一种或多种。
[0012] 进一步的，所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-7、NP-8、NP-9、NP-10、NP-15、NP-40的一种或多种；NP，又名壬基酚聚氧乙烯醚，无色透明液体，用作W/O型乳化剂或O/W型乳化剂、分散剂，是合成
洗涤剂主要原料；壬基酚聚氧乙烯醚商品名：TX-n，NP-n化学组成。
[0013] 进一步的，所述链转移剂为巯基乙酸、巯基
乙醇、巯基丙酸、次
亚磷酸钠的一种或多种。
[0014] 进一步的，所述氧化剂为双氧水、过
硫酸类化合物中的一种或多种。
[0015] 进一步的，所述还原剂为维生素C、吊白
块、莫尔盐、亚硫酸氢钠中的至少一种。
[0016] 本发明的第二目的在于提供混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)将不饱和羧酸、磺酸类功能性单体溶于去离子水中配制成滴加液A料备用，将链转移剂、还原剂溶于去离子水中配制成滴加液B料备用；
[0018] (2)在配置有搅拌器、
温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水、嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚，异戊烯醇聚氧乙烯醚，边加热边搅拌溶解均匀得到透明溶液，然后加入乳化剂、酯类功能性单体，最后加入氧化剂；
[0019] (3)待玻璃反应釜中溶液加热至35-50℃，向玻璃反应釜中匀速滴加已配置好的A料和B料，A料滴加时间控制在2-4小时，B料滴加控制在3-5小时，滴加完成后继续保温反应1-2小时；
[0020] (4)最后加入去离子水调整固含量为40％，得到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0021] 本发明的有益效果是：采用嵌段不饱和聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚分子侧链多种聚醚相结合，可以充分发挥不同侧链分子的特点，敏感度低，掺量范围大，水泥和易性好，使用成本低；采用乳液聚合，有效提高酯类功能性单体的反应效率，提高减水剂的性能；本发明绿色环保，生产过程简单，产品中不含氯离子及重金属成分，对混凝土
钢筋无
腐蚀危害；本产品属于功能性聚羧酸减水剂，与混凝土相容性好，无分层离析现象。
具体实施方式
[0022] 下面结合
实施例，对本发明做详细描述：
[0023] 实施例1：
[0024] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、
温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为3500的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚171.3份，分子量为2400异戊烯醇聚氧乙烯醚180份，边搅拌边加热，保持温度在40℃，待物料溶解后依次投入NP-10乳化剂2份、甲基丙烯酸甲酯5份，30％双氧水0.63份；然后匀速滴加由丙烯酸36份、甲基丙烯磺酸钠4份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基丙酸1.42份、维生素C0.36份、去离子水50份组成的B料，滴加时间控制在
3.5h；滴加完成后继续保持40℃反应1.5h；反应完后加入去离子水289份稀释到固含量
40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0025] 实施例2：
[0026] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为3500的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚151.3份，分子量为2400异戊烯醇聚氧乙烯醚200份，边搅拌边加热，保持温度在40℃，待物料溶解后依次投入NP-7乳化剂2份、丙烯酸羟乙酯5份，30％双氧水0.63份；然后匀速滴加由甲基丙烯酸36份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸4份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基乙酸1.42份、吊白块0.36份、去离子水50份组成的B料，滴加时间控制在3.5h；滴加完成后继续保持40℃反应1.5h；反应完后加入去离子水289份稀释到固含量40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0027] 实施例3：
[0028] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为3500的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚130.3份，分子量为2400异戊烯醇聚氧乙烯醚221份，边搅拌边加热，保持温度在40℃，待物料溶解后依次投入NP-8乳化剂2份、丙烯酸甲酯5份，过硫酸铵3.1份；然后匀速滴加由马来酸酐36份、甲基丙烯酸磺酸钠4份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基乙醇1.42份、莫尔盐0.36份、去离子水50份组成的B料，滴加时间控制在3.5h；滴加完成后继续保持40℃反应1.5h；反应完后加入去离子水289份稀释到固含量40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0029] 实施例4：
[0030] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为3500的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚150份，分子量为2400异戊烯醇聚氧乙烯醚200份，边搅拌边加热，保持温度在40℃，待物料溶解后依次投入NP-10乳化剂2份、NP-15乳化剂1.3份、丙烯酸乙酯3份和丙烯酸羟丙酯2份，30％双氧水0.63份；然后匀速滴加由丙烯酸30份和甲基丙烯酸6份、甲基丙烯磺酸钠4份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基丙酸1份和次亚磷酸钠0.42份、亚硫酸氢钠0.36份、去离子水50份组成的B料，滴加时间控制在3.5h；滴加完成后继续保持40℃反应1.5h；反应完后加入去离子水289份稀释到固含量40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0031] 实施例5：
[0032] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为4000的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚145份，分子量为3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚202份，边搅拌边加热，保持温度在45℃，待物料溶解后依次投入NP-7乳化剂1份、NP-40乳化剂2份、丙烯酸羟丁酯2份和甲基丙烯酸乙酯3份、30％双氧水1.08份；然后匀速滴加由丙烯酸30份和马来酸酐8份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基乙酸0.9份和巯基乙醇0.4份、维生素C0.42份、去离子水50份组成的B料，滴加时间控制在3.5h，滴加完成后继续保持45℃反应1.5h；反应完后加入去离子水289份稀释到固含量40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0033] 实施例6：
[0034] 一种混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，在配置有搅拌器、温度计、滴加装置的玻璃反应釜中，加入去离子水240份，分子量为4000的嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚102份，分子量为3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚250份，边搅拌边加热，保持温度在45℃，待物料溶解后依次投入NP-8乳化剂1份、NP-9乳化剂1.5份、丙烯酸丁酯1份和甲基丙烯酸乙酯2份、过硫酸铵3.1份；然后匀速滴加由甲基丙烯酸20份和马来酸酐10份、甲基丙烯磺酸钠8份、去离子水20份组成的A料，滴加时间控制在3h；滴加由巯基乙醇0.43份和巯基丙酸0.4份、维生素C0.57份、去离子水20份组成的B料，滴加时间控制在3.5h，滴加完成后继续保持45℃反应1.5h；反应完后加入290份去离子水稀释到固含量40％，最后到混凝土抗敏感型聚羧酸减水剂。
[0035] 对比例1：
[0036] 一种常规聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，由以下成分组成：352份分子量为3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚、43份丙烯酸、0.5份维生素C、2.4份巯基丙酸、2.2份30％双氧水，补水至40％固含量，最后得到产品。
[0037] 对比例2：
[0038] 一种常规聚羧酸减水剂，原料以重量份数计算，由以下成分组成：355份分子量为2400异丁烯醇聚氧乙烯醚、41份丙烯酸、0.23份维生素C、1.67份巯基丙酸、0.56份30％双氧水、16.5份30％氢氧化钠水溶液，补水至40％固含量，最后得到产品。
[0039] 混凝土性能测试依照GB8076-2008规定的方法，混凝土强度选用C30配比等级。水泥选用红旗P.O42.5普通
硅酸盐水泥；沙子采用细度模数为2.9机制砂，含泥量2％；细石的大小为5-10mm，粗石为15-25mm。C30的混凝土配比为：水泥4.74kg，机制砂12kg，细石5kg，粗石10kg，
自来水1.2kg。通过实验确定混凝土达到适宜的流动状态时的掺量，此时减水剂的掺量接近饱和，通过增加和减少用水量的大小，验证混凝土状态对用水量的敏感性，通过对比混凝土状态突出本发明的有益效果。
[0040] 表1：实施例与对比例目标掺量及其混凝土指标
[0041]
[0042] 注：表中的目标掺量是指混凝土达到适宜的流动状态时减水剂的掺量，此时减水剂掺量接近饱和。
[0043] 表2：目标掺量下混凝土在不同用水量时的坍落度及扩展度
[0044]
[0045] 由表1的数据可以知道，实施例的混凝土指标在合格范围内，说明本发明对混凝土无不良影响。同时在含泥量较大的机制砂中，本发明合成的实施例对比普通的聚羧酸减水剂，其具有减水率更好的效果，在适宜的流动度下，其掺量更少，由此可知本发明的对含泥量较高，材质劣化的的材料具有更好的适应性。
[0046] 由表2的实验结果表明，本发明合成的实施例在用水量发生变化时，其坍落度和扩展度变化幅度比对比例小。对比例在用水量增加0.3％后，混凝土即出现离析状态，而实施例依旧保持良好的混凝土状态。这表明本发明的实施例对水的敏感度更低，在目标掺量的范围内允许的用水量范围更大，适应范围更广。
[0047] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例做的任何简单
修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案范围。
