[發明專利]一種改性羧酸類減水劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210210270.6
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102718426A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 馬清浩
• 申請（專利權）人: 馬清浩
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C08F290/06;C08F220/06;C08F228/02;C08J3/24;C04B103/30
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技術領域

本發明涉及一種混凝土用外加劑及其制備方法，尤其涉及一種改性羧酸類減水劑及其制備方法。

背景技術

隨著混凝土技術的迅速發展，利用混凝土外加劑來改善混凝土性能越來越得到人們的重視，而聚羧酸類減水劑具有很多優點，比如在低摻量時能使混凝土具有好的流動性，與水泥有相對好的適應性，在低水灰比時具有低粘度和相對好的坍落度保持性等，因而近幾年在混凝土制備中已經廣泛使用。

國外常用的這類減水劑主要以馬來酸酐系為主。以日本為例，產品合成方法主要為：第一步，在氮氣保護條件下，甲醇與環氧乙烷在一定的溫度和壓力下反應，再向反應容器內加入NaOH，升高溫度減壓脫水。隨后，向混合物中加入一定量的烯丙基氯，當混合物堿度降低至一個穩定值時，用HCl中和混合物，分離得到烯丙基醚。第二步：以甲苯作為溶劑，在氮氣保護下，以第一步反應得到的烯丙基醚與馬來酸酐進行聚合反應，蒸除甲苯溶劑，得到馬來酸酐系高性能混凝土減水劑。

國內近幾年也有聚羧酸系高效減水劑的相關報道。其使用原料一般有不飽和羧酸類(丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐)、聚氧鏈烯烴(聚氧乙烯、聚乙二醇等)、不飽和羧酸酯類、含有磺酸基團的不飽和單體等；其合成步驟一般分為兩步進行。如CN1316398A中報道的聚羧酸系引氣高效混凝土減水劑在對甲苯磺酸作催化劑、對苯二酚作阻聚劑、過氧化二苯甲酰作引發劑條件下與甲基丙烯酸發生聚合反應，待反應基本完成后除去溶劑得到引氣型高效減水劑。該方法得到的減水劑僅溶于堿液而難溶于水，給使用帶來很大不便。CN1800076A也公開了一種丙烯酸系多元共聚物類高效減水劑，其各原料所占份數為：丙烯酸或其衍生物100份、聚氧鏈烯烴150～450份、磺酸系衍生物10～80份、去離子水溶劑450～800份、催化劑0.5～6份、阻聚劑0.1～5份、異丙醇鏈轉移劑5～30份、引發劑0.5～5份，NaOH溶液的加入量為使產品的PH值達到6～8。但是，該專利所提供的方法反應過程難以控制，減水率和坍落度保留值也依然不是很理想。

此外，CN101955333A和CN102268121A中也都公開了一種聚羧酸系減水劑，但是其中所述方法反應溫度比較高，反應過程比較難以控制，需要真空或氮氣保護。

這類減水劑的常用原料雖然有限，比如常用的有丙烯酸類化合物、不飽和有機酸如馬來酸酐、烯丙醇聚氧乙烯醚、引發劑如過硫酸銨、鏈轉移劑如異丙醇等，但是，基于不同的加料順序、不同的原料組成和用量，這類減水劑的性能又會有很大的不同，且目前為止，并沒有什么規律可尋。

發明內容

本發明的發明人意料不到地發現，通過合理控制原料的加料順序和原料的用量比，能夠得到環保、坍落度損失小、減水率高的新型減水劑，并且該減水劑的制備工藝簡單，成本低廉。尤其是，本發明意外地發現，采用組成在本發明限定范圍內的原料制備得到的減水劑，其制備過程中使用種類較少的常規原料，無需采用高溫反應的條件，也無需氮氣保護或抽真空，就可以得到與現有技術中的減水劑相比，具有等同或者更優減水性能的減水劑，且反應產率比較高。

本發明首先提供一種改性羧酸類減水劑，其制備原料包括：烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉、引發劑、鏈轉移劑、堿性中和劑、水。優選地，所述引發劑為過硫酸銨和雙氧水。優選地，所述鏈轉移劑為巰基丙酸。優選地，所述堿性中和劑為氫氧化鈉。

優選地，上述改性羧酸類減水劑，其由下述重量份的原料制備而得：烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚4000-4500、丙烯酸500-550、甲基丙烯磺酸鈉60-80、引發劑45-65、鏈轉移劑(優選巰基丙酸)10-15、堿性中和劑100-200、水4000-6000。優選地，所述引發劑由30-45重量份的過硫酸銨和15-20重量份的雙氧水組成。

上述改性羧酸類減水劑，優選地，所述甲基丙烯磺酸鈉的用量為70-80。

優選地，上述改性羧酸類減水劑，優選地，所述引發劑是過硫酸銨，更優選地，所述堿性中和劑是氫氧化鈉。

優選地，上述改性羧酸類減水劑，其制備方法包括：

(一)A料、B料和C料的制備

(A)向底水中加入大單體烯丙醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、雙氧水，混合均勻，制得C料；

(B)將丙烯酸溶解在水中制得B料；

(C)將甲基丙烯磺酸鈉、過硫酸銨和巰基丙酸溶解在水中制得A料；

(二)聚羧酸減水劑的合成