【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土外加剂领域，尤其是涉及一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
1、聚羧酸系减水剂是一类分子中含有羧基接枝共聚物的表面活性剂，其独特的分子结构使其具有许多独特的优点，例如降低水的掺入量、提高水泥的分散性、改善拌合料的流动性等，是混凝土生产过程中不可或缺的一种外加剂。
2、其中，在预制构件和抢修工程中，为了加快施工进度，不仅要求聚羧酸减水剂具有很好的减水分散作用，还要求聚羧酸减水剂能够提高混凝土的早期强度。
3、目前，聚羧酸减水剂实现早强性能大多采用复配早强剂的方法来提高早期强度。常用的早强剂主要包括无机硫酸盐类与氯盐类。但是无机硫酸盐类与氯盐类的掺入量少时，混凝土早期强度的提高幅度不高，掺入量大时，又容易产生降低混凝土后期强度或者加速钢筋锈蚀问题。
4、故提供一种具有早强效果的聚羧酸减水剂，以避免额外加入早强剂进行提高混凝土的早期强度，具有重要的研究意义。
技术实现思路
1、为了改善相关技术中需要额外加入早强剂进行提高混凝土的早期强度这一问题，本申请提供一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法。
2、本申请提供的一种早强型聚羧酸减水剂采用如下的技术方案：
3、一种早强型聚羧酸减水剂，包括20-40重量份不饱和磺酸单体、40-80重量份不饱和酯化单体、120-180重量份不饱和羧酸单体、2-5重量份引发剂以及2000重量份溶剂；
4、所述不饱和酯化单体由环氧基硅烷偶联剂与双端羟基硅油进行脱醇反
5、本申请中的早强型聚羧酸减水剂由不饱和磺酸单体、带有特定结构的不饱和酯化单体以及不饱和羧酸单体进行共聚得到。
6、首先，该早强型聚羧酸减水剂引入了磺酸基团，能够促进c3a水化，生成钙矾石，加快进入水泥水化加速期，缩短水泥凝结时间，有利于提高混凝土的早期强度。
7、其次，酯基的引入能够改善混凝土拌合料的流动性，提高混凝土的抗收缩性能。但是，酯基的水解速度影响混凝土的早期强度性能。跟不饱和聚硅氧烷单体、不饱和聚醚单体、不饱和酯基单体直接与不饱和磺酸单体、不饱和羧酸单体共聚制备聚羧酸减水剂相比，本申请的不饱和酯化单体分子结构中同时整合有聚硅氧烷链段、聚醚链段以及酯基，与不饱和磺酸单体、不饱和羧酸单体共聚制备聚羧酸减水剂，能够改善酯基的水解速度，也有利于提高混凝土的早期强度。
8、其中，本申请通过磺酸基团与不饱和酯化单体的共同作用，有利于获得早期强度高、抗收缩性能好的混凝土，无需额外加入硫酸盐类、氯盐类等早强剂。
9、另外，将同时整合有聚硅氧烷链段、聚醚链段以及酯基的不饱和酯化单体与不饱和磺酸单体、不饱和羧酸单体进行共聚制备早强型聚羧酸减水剂，能够有效增大早强型聚羧酸减水剂的空间位阻，有利于改善水泥颗粒的分散性，并促进水泥中包裹的水分子的释放，有利于提高减水剂的减水率。
10、可选的，所述不饱和酯化单体的制备方法包括以下步骤：
11、往双端羟基硅油中加入钛酸酯类催化剂，均匀混合后，在氮气氛围下加热至75-85℃，然后滴加环氧基硅烷偶联剂，滴加完毕后继续搅拌反应1-1.5h，然后减压至（-0.095）-（-0.099）mpa蒸馏除杂，得到环氧基封端改性剂；
12、往环氧基封端改性剂中加入饱和一元有机酸与有机酸金属盐催化剂，搅拌加热至70-80℃反应，得到含有羟基的硅改性酯化产物；
13、往含有羟基的硅改性酯化产物中加入烯丙基环氧基封端聚醚与叔胺催化剂，搅拌加热至135-145℃反应，得到不饱和酯化单体。
14、采用上述方法进行制备不饱和酯化单体，最终获得的不饱和酯化单体中含有不饱和双键、酯基、聚硅氧烷链段以及聚醚链段，不饱和双键能够与不饱和磺酸单体、不饱和羧酸单体共聚进行制备早强型聚羧酸减水剂，其中，酯基能够改善混凝土拌合料的流动性，聚硅氧烷链段以及聚醚链段一方面能够增大早强型聚羧酸减水剂的空间位阻，提高水泥颗粒的分散性，另一方面能够通过控制酯基的水解速度来改善混凝土的早期强度。
15、可选的，所述环氧基硅烷偶联剂与双端羟基硅油的摩尔比为（2-2.5）:1，所述钛酸酯催化剂的掺入量为所述双端羟基硅油质量的1-2%；
16、所述环氧基封端改性剂与饱和一元有机酸的摩尔比为1：（1.8-2.2），所述有机酸金属盐催化剂的掺入量为所述环氧基封端改性剂重量的0.02-0.04%；
17、所述含有羟基的硅改性酯化产物与烯丙基环氧基封端聚醚的摩尔比为1：（1-1.2），所述叔胺催化剂的掺入量为所述烯丙基环氧基封端聚醚重量的0.5-1%。
18、原料配比优选在上述范围内，有利于提高目标产品的收率。
19、可选的，所述钛酸酯催化剂选用钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯中的至少一种。
20、可选的，所述有机酸金属盐催化剂选用3,5-二异丙基水杨酸铬、2-乙基己酸铬中的至少一种。
21、可选的，所述叔胺催化剂选用三亚乙基二胺、n-烷基吗啉中的至少一种。
22、可选的，所述环氧基硅烷偶联剂选用选用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一乙氧基硅烷中的至少一种。
23、可选的，所述双端羟基硅油选用双硅羟基封端聚二甲基硅氧烷、双羟烷基封端聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
24、可选的，所述双端羟基硅油的分子量为500-3000。
25、双端羟基硅油的分子量在500-3000范围内，有利于预防早强型聚羧酸减水剂侧链过长时，支链间发生缠结，从而影响水泥颗粒的分散性能的问题，有利于进一步提高早强型聚羧酸减水剂对水泥的分散性能，促进混凝土流动性、强度性能的提高，并能降低混凝土的收缩率，提高混凝土的体积稳定性。
26、更优选的，所述双端羟基硅油的分子量为500-1500。
27、可选的，所述饱和一元有机酸选用碳原子数为1-5范围内的饱和一元有机酸。
28、饱和一元有机酸选用合适链长范围内的饱和一元有机酸，能够在保证早强型聚羧酸减水剂空间位阻大的前提下，预防早强型聚羧酸减水剂侧链过长时，支链间发生缠结，从而影响水泥颗粒的分散性能的问题，有利于进一步提高早强型聚羧酸减水剂对水泥的分散性能，促进混凝土流动性、强度性能的提高，并能降低混凝土的收缩率，提高混凝土的体积稳定性。
29、可选的，所述烯丙基环氧基封端聚醚的结构式如下：
30、
31、其中，m的取值范围为2-4，n的取值范围为8-12。
32、通过控制烯丙基环氧基封端聚醚中聚氧丙烯链段以及聚氧乙烯链段的聚合度，有利于进一步提高早强型聚羧酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：包括20-40重量份不饱和磺酸单体、40-80重量份不饱和酯化单体、120-180重量份不饱和羧酸单体、2-5重量份引发剂以及2000重量份溶剂；
2.根据权利要求1所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酯化单体的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述环氧基硅烷偶联剂选用选用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一乙氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述双端羟基硅油选用双硅羟基封端聚二甲基硅氧烷、双羟烷基封端聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述双端羟基硅油的分子量为500-3000。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述饱
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述烯丙基环氧基封端聚醚的结构式如下：
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和羧酸单体选用不饱和二元羧酸单体。
10.权利要求1-9任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：包括20-40重量份不饱和磺酸单体、40-80重量份不饱和酯化单体、120-180重量份不饱和羧酸单体、2-5重量份引发剂以及2000重量份溶剂；
2.根据权利要求1所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酯化单体的制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述环氧基硅烷偶联剂选用选用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基二甲基一乙氧基硅烷中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述双端羟基硅油选用双...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱火明，郭中文，郭念，郭志劲，杨仕臻，
申请(专利权)人：佛山市华轩新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。