[發明專利]一種高性能聚羧酸減水保坍劑的制備方法

有效

• 申請號: 201110455060.9
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102532437A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 韓玉龍;黃陽波
• 申請（專利權）人: 上虞吉龍化學建材有限公司;浙江吉盛化學建材有限公司;浙江龍盛集團股份有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F283/06;C08G65/48;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

(一)技術領域

本發明涉及一種高性能聚羧酸減水保坍劑的制備方法。

(二)背景技術

與傳統的高效減水劑相比，聚羧酸類減水劑雖然具有減水率高、分子結構靈活等多種優點，但面對國內復雜多變的水泥及混凝土材料，其性能上也存在一些不足，如聚羧酸減水劑對水泥的適應性問題，其突出表現為當水泥變化時，混凝土坍落度損失速度有時會急劇加快，導致混凝土坍落度損失變大，從而影響工程使用。為此，業界通常以聚羧酸類減水劑和葡萄糖酸鈉、蔗糖等緩凝劑復配來改善減水劑的保坍能力。但緩凝劑的加入不能從根本上解決保坍能力弱的缺點，過多的摻量反而會使混凝土的凝結時間延長，降低混凝土質量，影響施工進度。于是，一種適應性好、保坍能力強或者能改善聚羧酸類減水劑保坍能力的外加劑成為近期研究的重點。

CN102093521A公開了一種聚羧酸高保坍劑的制備方法：采用馬來酸酐與聚乙二醇雙酯化法，制備交聯單體，利用該單體與大分子不飽和聚醚在氧化還原體系中共聚，產生部分交聯。但該方法具有酯化率不高、不夠環保等缺點，此外該方法中所使用的巰基類的鏈轉移劑對人體有較大危害。

(三)發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種生產過程綠色環保的聚羧酸減水保坍劑，在具備較高減水率的同時具有很高的坍落度保持性能，其在單獨使用的情況下能使新拌混凝土坍落度在2小時內基本不損失。

本發明采用的技術方案是：

一種高性能聚羧酸減水保坍劑的制備方法，所述方法包括：

(1)酯化：反應釜內依次加入投料摩爾比為1∶1～3的聚乙二醇、馬來酸酐，攪拌混合均勻，密閉反應釜，升溫并控制溫度80～130℃反應2～6小時，得到馬來酸酐聚乙二醇酯化物，冷卻進行下一步操作：本步驟中也可使用催化劑進行酯化。酯化溫度優選90～105℃，反應時間優選3～5h。

(2)稀釋水、還原劑維生素C、馬來酸酐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、步驟(1)得到的馬來酸酐聚乙二醇酯化物在攪拌釜中混合均勻后打入高位槽1；馬來酸二甲酯或者馬來酸二甲酯與馬來酸單甲酯的混合物，在攪拌釜中攪拌使物料混合完全，打入高位槽2中，備用；前述稀釋用水以將物料溶解為宜，優選質量用量為其他所有固體物料(還原劑維生素C+馬來酸酐+2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸+馬來酸酐聚乙二醇酯化物)質量之和的2～3倍；需攪拌使物料溶解完全，若較長時間沒溶完，可對物料進行加熱，但不宜超過50℃；

(3)聚合：向聚合釜中加入質量用量之比為1∶0.003～0.006的聚醚單體和雙氧水(折百量，即以H₂O₂計)(所用雙氧水質量濃度為27％～30％)，加水溶解攪拌均勻，升溫并控溫在50～70℃，將高位槽1和2中的物料同時均勻向聚合釜中滴加，滴加時間3.5～4.5h，控制二者同時加完，加完后保溫0.5～2h，用液堿中和至pH值為5～7，再加水至所需濃度后出料，即得所述高性能聚羧酸減水保坍劑；水用量可根據需要確定，其中溶解水用量以聚醚單體質量80％～150％為宜；

所述聚醚單體、維生素C、馬來酸酐、馬來酸酐聚乙二醇酯化物(質量以聚乙二醇計)、(馬來酸二甲酯或者馬來酸二甲酯與馬來酸單甲酯的混合物)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的投料摩爾比為1∶0.03～0.09∶0.2～2.5∶0.2～2.5∶0.5～5∶0.01～0.5。

優選的，所述步驟(1)中聚乙二醇為下列之一或其中兩種以上的混合物：PEG?200，PEG?400，PEG?600，PEG?800，所述聚乙二醇與馬來酸酐投料摩爾比為1∶1.0～1.6。

步驟(1)酯化過程也可使用催化劑，所述催化劑優選為98％濃硫酸、對甲苯磺酸或其混合物，催化劑質量用量為聚乙二醇質量的0.01％～2％。

所述聚醚單體為甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)、3-甲基-3-丁烯-1-醇聚氧乙烯醚或其混合物，分子量為2000～3000。

所述聚醚單體、維生素C、馬來酸酐、馬來酸酐聚乙二醇酯化物、(馬來酸二甲酯或者馬來酸二甲酯與馬來酸單甲酯混合物)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的投料摩爾比優選為1∶0.03～0.09∶0.5～2.0∶0.5～2.0∶0.5～2.0∶0.02～0.2。

本發明的有益效果主要體現在：

1、采用聚乙二醇小分子原料與馬來酸酐酯化，酯化率高，反應過程密閉進行，不產生任何廢水、廢氣、廢渣，徹底消除了傳統反應性高分子生產工藝對環境的污染；