本發(fā)明涉及一種高性能聚羧酸保坍劑及其制備方法。

背景技術：

隨著我國基礎設施建設的蓬勃發(fā)展，基礎設施建設所必須的混凝土的各方面性能也在不斷提高，與此同時對混凝土保坍劑的要求也越來越高。聚羧酸系保坍劑是第三代高性能保坍劑，具有摻量低、減水率大、塌落度損失小，與水泥適應性好等特點。聚羧酸系保坍劑可以大幅度提高提高粉煤灰、礦粉等混合材料的用量，綠色環(huán)保，能大幅度節(jié)約水泥，配置高強、超高強度混凝土等優(yōu)點，廣泛用于商品混凝土、高強混凝土、高性能混凝土等，特別適用于高速鐵路、橋梁、海港碼頭、水利工程等高強度、高耐久性、高水泥適應性的混凝土工程。

由于目前制備高性能聚羧酸系保坍劑的方法多為高溫條件下反應，對資源消耗極大，不利于環(huán)保節(jié)能，因此亟需一種高性能聚羧酸系保坍劑的常溫制備方法。

技術實現(xiàn)要素：

基于以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種高性能聚羧酸系保坍劑，所述保坍劑，按重量份，包括如下組分：大單體300～350份，a劑45～60份，b劑4.0～4.5份，c劑3.5～7.0份；去離子水500～550份，所述大單體為異戊烯醇聚氧乙烯醚；

其中，a劑為小單體及緩釋小單體的混合物；所述小單體為丙烯酸，所述緩釋小單體為丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的任一種或兩種；所述小單體及緩釋小單體的質量比為1：1.2～2.5；

b劑包括1.2～1.8重量份的還原劑，2.2～3.5重量份的鏈轉移劑；

c劑為引發(fā)劑。

優(yōu)選的，還原劑為維生素c，吊白塊，亞硫酸鐵，焦亞硫酸鈉，亞硫酸氫鈉，次磷酸鈉，葡萄糖中的一種或幾種；所述鏈轉移劑為巰基乙醇，巰基乙酸，巰基丙酸，甲基丙烯磺酸鈉，十二烷基硫醇中的一種或幾種；所述引發(fā)劑為濃度27.5％的雙氧水，過硫酸鈉，過硫酸銨，過硫酸鉀，偶氮二異丁腈中的一種或幾種。

優(yōu)選的，小單體為第一小單體或第一小單體與第二小單體的混合物；所述第一小單體為丙烯酸，所述第二小單體為丙烯酰胺，甲基丙烯酸，馬來酸，富馬酸，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，甲基丙烯磺酸鈉中的任一種或幾種.

優(yōu)選的，所述第一小單體與第二小單體的質量比為1～7：0～1。

優(yōu)選的，緩釋小單體為第一緩釋小單體及第二緩釋小單體的混合物，所述第一緩釋小單體為丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的任一種或兩種，所述第二緩釋小單體為丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，馬來酸酐中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述第一緩釋小單體與第二緩釋小單體的質量比為1～6：0～1。

優(yōu)選的，所述聚羧酸保坍劑包括如下組分：大單體300～320份，第一小單體丙烯酸20份，第二小單體2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3份，第一緩釋小單體丙烯酸羥乙酯11份，丙烯酸羥丙酯20份，第二緩釋小單體乙酸乙烯酯5份，還原劑維生素c1.2份，鏈轉移劑巰基乙酸0.8份，巰基丙酸2份，引發(fā)劑過硫酸銨2份，過硫酸鉀1.2份，濃度27.5％的雙氧水2.5份，去離子水500～550份。

本發(fā)明還提出了上述高性能聚羧酸保坍劑的制備方法，包含如下步驟：

步驟一、將大單體投入0.8～0.9倍質量的去離子水中，攪拌至完全溶解得到溶液；

步驟二、將c劑加入去離子水調成質量分數為0.1％-1.0％的c溶液，向步驟一制得的大單體溶液中投入c溶液并攪拌5～20分鐘；所述c劑的加入量為溶液質量的0.6～0.7％；

步驟三、將a劑、b劑分別加入去離子水分別調成a溶液及b溶液；所述a溶液由質量分數為1％～3％的小單體水溶液及質量分數為2％～7％的緩釋小單體水溶液組成，b溶液由質量分數為0.03％-0.4％的還原劑水溶液及質量分數為0.08％～0.4％的鏈轉移劑水溶液組成；向步驟二制得的溶液中同時滴加a液、b液和c液并不停攪拌，直至保溫結束；

步驟四、將步驟三制得的混合液熟化0.5～2小時，然后補去離子水至固含量為40％即制得成品。

作為上述技術方案的改進，所述步驟三中，還包括滴加c溶液，滴加過程中持續(xù)攪拌。

作為上述技術方案的改進，所述步驟三在滴加a液、b液和c液的過程中觀察體系溫度，如果溫度超過45℃，需開啟降溫系統(tǒng)進行降溫，將體系溫度降至42～45℃。與粗放式的自由升溫反應體系相比較，本反應體系的引發(fā)速率相對穩(wěn)定，合成的產品性能也更穩(wěn)定，而且聚合物的分子量分布窄，有效分子量的聚合物比例更高，最終的減水和保坍性能更加優(yōu)異。

作為上述技術方案的改進，所述步驟五的熟化溫度為40～45℃，熟化過程保持攪拌。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有如下有益效果：本發(fā)明的聚羧酸高性能保坍劑具有高減水率和良好的保坍能力，并且引氣量低于市售產品，并且整個過程無需加熱，節(jié)能環(huán)保，綠色無污染。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下結合優(yōu)選實施例，詳細說明如下。

具體實施方式

下面詳細說明本發(fā)明的具體實施方式，其作為本說明書的一部分，通過實施例來說明本發(fā)明的原理，本發(fā)明的其他方面、特征及其優(yōu)點通過該詳細說明將會變得一目了然。

實施例1

在1l容量的四口燒瓶中加入300g異戊烯醇聚氧乙烯醚、250g去離子水，攪拌溶解，溶解完全后反應釜底直接加入c液(所述c液由3.0g過硫酸銨和3.0濃度為27.5％的雙氧水)，十分鐘后同時滴加a液和b液(所述a液由25g丙烯酸、35g丙烯酸羥乙酯以及30g去離子水組成；所述b液由1.6g維生素c、2.8g巰基乙酸以及80g去離子水組成)。a液滴加4小時，b液滴加4.5小時，如果滴加過程中體系溫度超過45℃，需要開啟降溫系統(tǒng)，使反應釜內溫度維持在42～45℃。滴加結束后熟化2小時，補169g去離子水將所得產品調至40％含固。即得到聚羧酸高性能保坍劑成品pc-1。

實施例2

在1l容量的四口燒瓶中加入300g異戊烯醇聚氧乙烯醚、5g丙烯酸以及250g去離子水，攪拌溶解，溶解完全后加入3.5g過硫酸銨，十分鐘后同時滴加a液、b液和c液(所述a液由20g丙烯酸、35g丙烯酸羥乙酯以及30g去離子水組成；所述b液由1.6g維生素c、2.8g巰基乙酸以及80g去離子水組成；c液由3.0g濃度為27.5％的雙氧水以及86g去離子水組成)。a液滴加4小時，b液和c液滴加4.5小時，如果滴加過程中體系溫度超過45℃，需要開啟降溫系統(tǒng)，使反應釜內溫度維持在42～45℃。滴加結束后熟化2小時，補76g去離子水將所得產品調至40％含固。即得到聚羧酸高性能保坍劑成品pc-2。

實施例3

在1l容量的四口燒瓶中加入300g異戊烯醇聚氧乙烯醚以及250g去離子水，攪拌溶解，溶解完全后加入3.5g過硫酸銨，十分鐘后同時滴加a液、b液和c液(所述a液由25g丙烯酸、20g丙烯酸羥乙酯、15g丙烯酸甲酯以及30g去離子水組成；所述b液由1.6g維生素c、2.8g巰基乙酸以及80g去離子水組成；c液由3.5g濃度為27.5％的雙氧水以及86g去離子水組成)。a液滴加4小時，b液和c液滴加4.5小時，如果滴加過程中體系溫度超過45℃，需要開啟降溫系統(tǒng)，使反應釜內溫度維持在42～45℃。滴加結束后熟化1.5小時，補83g去離子水將所得產品調至40％含固。即得到聚羧酸高性能保坍劑成品pc-3。

實施例4

在1l容量的四口燒瓶中加入310g異戊烯醇聚氧乙烯醚以及250g去離子水，攪拌溶解，溶解完全后加入2.5g過硫酸銨，十分鐘后同時滴加a液、b液和c液(所述a液由20g丙烯酸、10g馬來酸酐、20g丙烯酸羥乙酯、5g乙酸乙烯酯以及30g去離子水組成；所述b液由1.6g維生素c、2.4g巰基丙酸以及80g去離子水組成；c液由3.5g濃度為27.5％的雙氧水以及86g去離子水組成)。a液滴加3小時，b液和c液滴加3.5小時，如果滴加過程中體系溫度超過45℃，需要開啟降溫系統(tǒng)，使反應釜內溫度維持在42～45℃。滴加結束后熟化2小時，補92g去離子水將所得產品調至40％含固。即得到聚羧酸高性能保坍劑成品pc-4。

實施例5

在1l容量的四口燒瓶中加入310g異戊烯醇聚氧乙烯醚、250g去離子水，攪拌溶解，溶解完全后加入2g過硫酸銨和1.2g過硫酸鉀，十分鐘后同時滴加a液、b液和c液(所述a液由20g丙烯酸、3g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、20g丙烯酸羥丙酯、11丙烯酸羥乙酯、5.0g乙酸乙烯酯以及30g去離子水組成；所述b液由0.5g吊白塊、1.2g維生素c、0.8g巰基乙酸、2.0g巰基丙酸以及80g去離子水組成；c液由2.5g濃度為27.5％的雙氧水以及86g去離子水組成)。a液滴加3.5小時，b液和c液滴加4.0小時，如果滴加過程中體系溫度超過45℃，需要開啟降溫系統(tǒng)，使反應釜內溫度維持在42～45℃。滴加結束后熟化2小時，補95g去離子水將所得產品調至40％含固。即得到聚羧酸高性能保坍劑成品pc-5。

依照國標gb8076-2008《混凝土外加劑》中的檢測標準對以上實施例與市售同類型某兩種聚羧酸產品(代號pck-1、pck-2)進行混凝土減水率，保坍性能及含氣量檢測，檢測結果如表1所示。

表1、本發(fā)明實施例制得高性能聚羧酸保坍劑成品與市售產品性能對比

由表1可以看出，在相同固摻量的條件下，本發(fā)明的聚羧酸高性能保坍劑具有更高的初期減水率和更好的保坍能力，并且引氣量低于市售產品?？梢姡景l(fā)明所合成的聚合物保坍時間更長，且緩釋量更加均衡穩(wěn)定，能有效避免出現(xiàn)后期保坍性能集中釋放導致的混凝土容易離析泌水，影響施工性的問題。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和變動，這些改進和變動也視為本發(fā)明的保護范圍。