[發明專利]一種聚羧酸高性能減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210274917.1
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102815882A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 郝守義;武英;袁立志;劉萬利;袁博
• 申請（專利權）人: 山西科騰環保科技有限公司
• 主分類號: C04B24/32
• 分類號: C04B24/32;C04B24/28;C08F290/06;C08F283/06;C04B103/30
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及建筑行業混凝土外加劑技術領域，具體而言涉及一種用于水泥漿、砂漿、混凝土中的聚羧酸高性能減水劑及其制備方法。

背景技術

隨著高強度高性能混凝土技術和施工的不斷提高，現有的高效減水劑包括萘系高效減水劑、密胺系高效減水劑、氨基磺酸鹽減水劑及脂肪族減水劑等，由于其減水率低、保坍性不好，易引起明顯緩凝作用，堿含量高等因素，已很難滿足現代混凝土的技術和要求。為此國內外研究的熱點主要是開發新品種和新的合成方法，而在眾多減水劑中，具有梳型分子結構的聚羧酸高性能減水劑，成為目前國內外化學外加劑研究與開發的重點。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供了一種新型的聚羧酸高性能減水劑，通過對聚羧酸高性能減水劑在混凝土中作用機理和聚羧酸聚合物的結構進行分析，并通過大量的實驗研究工作，引入合適的具有提高減水和保坍的活性基團的單體，從而使聚羧酸高性能減水劑具有更高的減水率、保坍性和對基材更好的適應性。本發明還提供了聚羧酸高性能減水劑的制備方法。

本發明提供了一種聚羧酸高性能減水劑，其特征在于，包括以下重量配比的原料：

含不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚或酯?????55—90%，

不飽和羧酸及其衍生物?????????????8—30%，

不飽和磺酸及其鹽?????????????????0—25%，

不飽和羧酸酯類???????????????????0—15%，

氧化還原引發劑???????????????????0.5—5%。

在上述方案中，所述含不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚或酯大單體包括甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、異戊烯醇聚氧乙烯醚，烯丙基聚氧乙烯醚或甲基烯基聚氧乙烯醚中的一種或兩種。

所述不飽和羧酸及其衍生物包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、檸康酸中的一種或兩種。

所述不飽和磺酸及其鹽包括甲基丙烯磺酸及其鈉鹽、烯丙基磺酸及其鈉鹽、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其鈉鹽中的一種或兩種。進一步地，所述不飽和磺酸及其鹽包括甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一種或兩種。

所述不飽和羧酸酯類包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、聚乙二醇馬來酸酯中的一種或兩種。

所述氧化還原引發劑中氧化劑包括雙氧水、過二硫酸鉀、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁瞇鹽酸鹽的一種或兩種或兩種以上；還原劑包括硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、葡萄糖，L-抗壞血酸及其鹽、巰基乙酸、巰基乙醇、3-巰基丙酸中的一種或兩種或兩種以上。

本發明還提供了聚羧酸高性能減水劑的合成方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）按所述配比將引發劑與水配制而成引發劑溶液；

（2）將不飽和羧酸及其衍生物、不飽和羧酸酯類的一種或者兩種和還原劑溶解在去離子水中制成不飽和羧酸溶液；

（3）在裝有溫度計、攪拌機、蠕動泵滴加設備、氮氣導入管和回流冷卻裝置的玻璃反應裝置中，加入去離子水并加熱升溫至50℃，然后按原料配比投入含不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚或酯，不飽和羧酸及其衍生物，攪拌并加熱升溫到60℃—80℃；

（4）攪拌20分鐘至全部溶解后，加入不飽和磺酸及其鈉鹽，繼續攪拌10分鐘，然后用蠕動泵分別滴加配制好的引發劑溶液和丙烯酸溶液，引發劑溶液和丙烯酸溶液的滴加時間為1—4小時；

（5）滴加完后保持溫度在60℃—95℃，反應時間是0.5—3小時，然后降溫至45℃以下用堿性溶液中和至PH值為5—7，最后加去離子水制得含固量20～50%的聚羧酸高性能減水劑成品。

上述合成方法中，所述堿性溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙二胺或三乙醇胺中的一種或兩種。

本發明的合成過程，其中單體和氧化還原引發劑可進行滴加，單體溶液滴加用蠕動泵進行勻速或變速滴加，滴加時間為1—4小時，反應保溫時間為0.5—3小時。

本發明通過調整單體種類及用量、氧化還原引發劑種類及用量以及單體的滴加速度，合成出高減水率、高保坍性的聚羧酸鹽高效減水劑，提高了對混凝土所用材料的適應性。

本發明工藝簡便、易于工業化生產、所用原材料易得且對環境無污染，成本較低，產品性能與同類產品相比更加優異。

具體實施方式

下面列出實施例來進一步說明本發明，但是本發明不只限于這些實施例。

實施例1：聚羧酸高性能減水劑的制備：