[發明專利]一種聚羧酸系減水劑、其制備方法及應用

無效

• 申請號: 201110405198.8
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102936109A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 劉益軍;王萬林;章玲;王高明;鄭春揚;郭兆來
• 申請（專利權）人: 江蘇奧萊特新材料有限公司
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C08F290/06;C08F4/40;C04B103/30
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發明涉及一種聚羧酸系減水劑、其制備方法及應用，屬于混凝土外加劑技術領域。

背景技術

混凝土是世界上用量最大、應用最廣泛的建筑材料。20世紀30年代以來，減水劑的出現和成功應用于混凝土領域，尤其是高效和高性能減水劑的出現，極大的推動了混凝土技術的發展，逐漸成為混凝土中，特別是現代混凝土中不可或缺的組分。雖然摻量少，卻能在很大程度上改善混凝土的施工過程，提高混凝土材料的各項性能，降低成本等，被行業界稱之為“工業味精”。減水劑經過70多年的發展，已經由以木質素磺酸鹽為代表的第一代普通減水劑，萘系、氨基磺酸系和密胺系減水劑為代表的第二代高效減水劑，發展到以聚羧酸系減水劑為代表的高性能減水劑。聚羧酸系減水劑以其較大的分子設計自由度，可以根據需要制備出高保坍、高減水、早強、緩凝、引氣、減縮等不同性能的減水劑產品，適宜配制高強、超高強、高流動性、高耐久性等性能的混凝土，得到了工程界的一致推崇，再加上其原料來源豐富，生產工藝綠色化，成為了減水劑的主要發展方向。

聚羧酸系減水劑自20世紀80年代研發成功以來，已經歷酯型、醚型、酰胺/酰亞胺型、聚酰胺-聚乙烯乙二醇型等類型產品的發展。目前工業化生產和應用成熟的主要是酯型和醚型聚羧酸減水劑產品。酯型聚羧酸需要先合成酯大單體，再與共聚單體共聚制得，雖然此類聚羧酸系減水劑性能優異，但酯化生產工藝復雜，酯化溫度高，酯化時間長，反應過程中帶水劑的使用和清除都將增大企業生產成本，產品性能受酯大單體的結構和純度影響較大，限制了此類減水劑的工業化推廣。醚型大單體制備工藝較為簡單，產品性能穩定，目前已有多家企業能提供各種結構和分子量的醚大單體，成本也逐漸降低，且醚大單體和共聚單體一步法合成聚羧酸系產品，工藝簡單，過程“綠色”化，產品性能與酯類聚羧酸產品相似，是目前研究的熱點。例如：公開號為CN101955333，名稱為《一種低摻量高減水率的聚羧酸系減水劑、合成方法及使用方法》的中國發明專利申請公開了由聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯、2-甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉為主要聚合單體，通過過硫酸銨引發，在60-100℃的水溶液中聚合，得到的減水劑由于引入了高效減水的磺酸基，在低摻量下便具有較高的減水率，但合成中應用了制備工藝復雜的酯化大單體，使用氮氣保護，并沒有采用合適的氧化還原體系，致使聚合反應溫度高。公開號為CN102140019，名稱為《一種聚羧酸系減水劑及其制備方法》的中國發明專利申請公開了通過醚大單體、烯酸類單體，和馬來酰胺聚合單體在氧化還原引發體系，50-90℃條件下聚合，利用馬來酰胺酸的雙羧基提高減水劑對水泥的吸附，得到一種坍落度保持好的減水劑，但聚合溫度較高，且合成馬來酰胺聚合單體工藝較為復雜。公開號為CN102010487，名稱為《一種聚羧酸減水劑的制備方法》的中國發明專利申請公開了一種以聚乙二醇單甲醚（MPEG）和馬來酸酐（MAH）為主要原料，通過酯化反應合成聚乙二醇單甲醚馬來酸酐活性大單體（PAM），再以PAM、甲基丙烯磺酸鈉、衣康酸為主要原料，在過氧化氫和維生素C組成的引發體系中，30-50℃條件下三元共聚合成聚羧酸減水劑的方法，產品減水率高，保坍性好，但需要酯化步驟，工藝條件要求較高。以上方法雖然能夠得到較為理想的產品，但是工藝復雜，要求較高，不利于工業生產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術存在的缺陷，提出一種聚羧酸高性能減水劑、其制備方法及應用，保證產品質量的同時，優化生產工藝，成本較低，可適用于工業生產。

本發明通過以下技術方案解決技術問題：一種聚羧酸系減水劑，包括按質量份計的以下組分：

甲基烯基聚氧乙烯醚大單體A????????????100份

不飽和羧酸、酸酐或酯類單體B??????????4-20份

不飽和磺酸或其鹽類單體C??????????????2-15份

氧化劑???????????????????????????????0.5-5份

還原劑???????????????????????????????0.008-0.5份

鏈轉移劑?????????????????????????????0.05-1份

40%氫氧化鈉溶液??????????????????????5-20份

水???????????????????????????????????100-200份。