一、國外聚羧酸系減水劑的發(fā)展歷程

       自上世紀(jì)80年代日本觸媒公司椿木恒雄首次開發(fā)出聚羧酸系減水劑以來，聚羧酸系減水劑在國外的研究取得了很大的進(jìn)步。緊接著日本花王、竹本油脂、日本制紙、藤澤藥品，以及歐洲的BASF、MAPEI、SIKA、CHRYSO、COATEX等公司也相繼有聚羧酸系減水劑專利的申請。

       德國的PlankJ教授[6]按不同化學(xué)結(jié)構(gòu)將聚羧酸系減水劑劃分成四代，從第一代丙烯酸/甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯共聚物、第二代的烯丙基醚共聚物發(fā)展到第三代的酰胺/酰亞胺型減水劑，目前正著力研發(fā)第四代具有聚酰胺-聚乙二醇支鏈的兩性高性能減水劑。目前，日本、德國等國家生產(chǎn)的聚羧酸系減水劑質(zhì)量穩(wěn)定，用量已占到其國內(nèi)減水劑總量的60%以上。

       二、國內(nèi)聚羧酸系減水劑的發(fā)展歷程

       上世紀(jì)90年代末，江蘇建科院、上海建科院等單位開始聚羧酸系減水劑的相關(guān)研究工作。但由于當(dāng)時原料成本高，合成產(chǎn)品價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市場上大宗的萘系高效減水劑，加之對新產(chǎn)品優(yōu)越性能的認(rèn)識不足，所以科研成果被束之高閣。

       2000年以后，我國混凝土工程界開始逐漸認(rèn)識聚羧酸系減水劑，當(dāng)時的聚羧酸系減水劑品種主要為聚酯型減水劑。2001年~2002年，聚羧酸系減水劑首次規(guī)模化應(yīng)用在2560多根上海磁懸浮高速列車軌道梁—工字型預(yù)應(yīng)力混凝土軌道梁上。由于磁懸浮鐵路對軌道梁的收縮變形和徐變控制很嚴(yán)格，加之重點工程對原材料的性能要求較高，LEX-9型聚羧酸系減水劑得以成功應(yīng)用。2005年之前，由于生產(chǎn)企業(yè)少、價格高（2003年達(dá)10000元/噸左右）、應(yīng)用范圍窄，“聚羧酸”被看成是外加劑中的“貴族”。聚羧酸系外加劑只有BASF、SIKA、GRACE和上海建科建研公司等少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)和銷售，并且只有少數(shù)國家重點工程使用。

       2006年是聚羧酸系減水劑走向“平民化”的關(guān)鍵一年，而這關(guān)鍵一步背后最主要的推動力是來自國家高鐵項目的正式開工。在這一需求的直接推動下，聚羧酸系減水劑的研發(fā)和批量應(yīng)用成了近年混凝土外加劑市場最閃亮的風(fēng)景。國內(nèi)眾多混凝土外加劑生產(chǎn)企業(yè)紛紛積極籌建聚羧酸系減水劑的生產(chǎn)線，圍繞聚羧酸系減水劑開展的項目攻關(guān)、技術(shù)開發(fā)與轉(zhuǎn)讓、人才競爭等活動十分活躍。

       2010年以后，國內(nèi)市場上的聚羧酸系減水劑原料充足、市場價格下降、技術(shù)逐漸普及，市場應(yīng)用得到空前的推廣。聚羧酸系減水劑最明顯的一個變化是逐漸由聚酯型聚羧酸向聚醚型聚羧酸轉(zhuǎn)變，究其原因主要有以下幾點：

       （1）聚酯類減水劑的合成為兩步，先酯化制備大單體，再通過自由基共聚合成減水劑，工藝復(fù)雜，成本較高；聚醚型減水劑直接采用自由基共聚一步法合成，工藝簡單，成本低，能耗小。

       （2）聚酯型減水劑在混凝土強(qiáng)堿條件下易水解，坍落度損失較快；聚醚型減水劑的主鏈與側(cè)鏈通過醚鍵連接，醚鍵易與水分子形成氫鍵，從而在水泥顆粒表面上形成一層較厚的水化膜，提高了混凝土的流動保持性能。

       （3）聚酯型減水劑對工程上的砂、石等要求較高，且產(chǎn)品易霉變、保質(zhì)期較短；聚醚型減水劑穩(wěn)定性較高，存放時間較長。聚醚型聚羧酸系減水劑的出現(xiàn)不僅進(jìn)一步降低了產(chǎn)品成本，也為工程師們進(jìn)一步優(yōu)化混凝土性能提供了新手段。

       回顧過去10年，聚羧酸系減水劑的發(fā)展極為迅速，其研發(fā)水平與生產(chǎn)水平均獲得了較大的提高，應(yīng)用技術(shù)也在不斷完善。盡管萘系減水劑產(chǎn)品以其低廉的價格在中低強(qiáng)度等級混凝土中仍占有一定份額，但現(xiàn)如今幾乎所有國家重大、重點工程，尤其在高鐵、機(jī)場、水利水電、橋梁等工程中都在廣泛使用聚羧酸系減水劑，其市場份額及年產(chǎn)量逐年提升。

中國近5年各品種減水劑所占份額

資料來源：中企顧問網(wǎng)整理

中國聚羧酸系減水劑的年產(chǎn)量（按20%濃度計算）

       隨著聚羧酸系減水劑技術(shù)的發(fā)展，與聚羧酸系減水劑相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程也隨之制定和修訂，如表所示。

與聚羧酸系減水劑相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

資料來源：中企顧問網(wǎng)整理