[發(fā)明專(zhuān)利]以新型聚醚為原料的聚羧酸系減水劑、其制備及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210303918.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103626419A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振波;羅瓊;李亞杰;董建國(guó);張?zhí)焖?/a>;杜輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海東大化學(xué)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B24/16
• 分類(lèi)號(hào): C04B24/16;C08F283/06;C04B103/30
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強(qiáng);徐穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種以新型聚醚為原料的聚羧酸系減水劑，所述聚羧酸系減水劑的制備方法及其使用方法。

背景技術(shù)

高性能混凝土因具有高流動(dòng)性、高強(qiáng)度和高耐久性，已成為混凝土發(fā)展的一個(gè)重要方向。減水劑是制備高性能混凝土不可缺少的一個(gè)組分，眾多減水劑品種中，梳形結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑不僅具有高的減水率，還具有摻量低、新拌混凝土坍落度保持能力好、硬化混凝土收縮小、堿含量低、無(wú)氯和清潔環(huán)保等特性，能大大改善混凝土的工作性能，大幅度提高混凝土的抗壓強(qiáng)度及耐久性。適合于配制高性能混凝土，尤其是在高層建筑物、大跨度橋梁、海洋鉆井平臺(tái)、隧道等工程中應(yīng)用前景廣闊。

2009年以前，“聚乙二醇單甲醚酯化大單體+混合單體聚合”和“烯丙基聚乙二醇+混合單體聚合”的方法是較多的水泥外加劑廠商采用的合成方式，前者不僅工藝較復(fù)雜，酯化過(guò)程難控制，酯化產(chǎn)物對(duì)聚合反應(yīng)及最終產(chǎn)品的性能影響很大，而且原材料成本高，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；后者的工藝不需要兩步合成，且原材料價(jià)格低廉，但產(chǎn)品性能不及前者。自2009年開(kāi)始，隨著甲基烯丁基聚氧乙烯醚的推出，所合成的聚羧酸系減水劑性能優(yōu)異，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，備受市場(chǎng)歡迎，但生產(chǎn)甲基烯丁基聚氧乙烯醚的起始劑異戊烯醇受日本可樂(lè)麗和德國(guó)巴斯夫的控制，產(chǎn)品供應(yīng)和價(jià)格波動(dòng)非常大，無(wú)法滿足市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)的需求。隨后原料廠家應(yīng)勢(shì)推出甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)與甲基烯丁基聚氧乙烯醚非常接近，生產(chǎn)所用起始劑甲基烯丙醇由國(guó)內(nèi)提供，價(jià)格相對(duì)較低且供應(yīng)充足，合成的聚羧酸系減水劑減水率與甲基烯丁基聚氧乙烯醚相當(dāng)，但保坍性較差，尤其是在夏天，溫度過(guò)高導(dǎo)致坍落度損失過(guò)快，難以滿足施工要求。

現(xiàn)今，聚羧酸系減水劑的研究重點(diǎn)是設(shè)計(jì)合理的分子結(jié)構(gòu)，降低成本、簡(jiǎn)化工藝，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也要滿足良好的綜合性能要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有的聚羧酸系減水劑的起始劑被國(guó)外壟斷，而國(guó)內(nèi)起始劑保坍性差的缺陷，提供了一種新的聚羧酸系減水劑及其制備方法以及使用方法。該聚羧酸系減水劑減水率高，保坍性好。本發(fā)明的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。

本發(fā)明提供了一種聚羧酸系減水劑，其包括如下以重量份計(jì)的原料組分：100份新型聚醚DD-507，10～14份丙烯酸，0～1.80份甲基丙烯酸，0～3份甲基丙烯磺酸鈉，0.60～0.90份雙氧水，0.15～0.35份L-抗壞血酸，0.60～1.00份巰基乙酸，0.05～0.45份巰基丙酸，3～7份氫氧化鈉和135～155份水。

本發(fā)明中，所述的新型聚醚DD-507為市售商品，生產(chǎn)廠家為上海東大化學(xué)有限公司，其數(shù)均分子量為1200～2400。所述的新型聚醚DD-507是一種同時(shí)以異戊烯醇和甲基烯丙醇為起始劑合成的聚醚，在聚合過(guò)程中形成側(cè)鏈，產(chǎn)生空間位阻作用，防止水泥顆粒凝聚，保持分散性。長(zhǎng)側(cè)鏈的聚羧酸系減水劑具有較好的流動(dòng)度保持性，而短側(cè)鏈的聚羧酸系減水劑具有較高的分散能力。新型聚醚DD-507可與丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸鈉發(fā)生聚合反應(yīng)，引入羧基和磺酸基；羧基里有兩個(gè)能生產(chǎn)氫鍵的基團(tuán)，一個(gè)是-OH，一個(gè)是C=O，分子內(nèi)氫鍵的生成和存在使外加劑分子的立體梳型結(jié)構(gòu)得以生成和保持穩(wěn)定，起到改變外加劑物理化學(xué)性質(zhì)的作用，對(duì)減水劑分子分散水泥顆粒起到促進(jìn)作用，具有減水、緩凝及保坍等作用；分子鏈中含有磺酸基可提高水泥的流動(dòng)度，特別是初始流動(dòng)度，即具有明顯的減水作用。雙氧水和L-抗壞血酸形成氧化還原體系，作為低溫引發(fā)劑，使各單體參與聚合反應(yīng)。巰基乙酸和巰基丙酸作為鏈轉(zhuǎn)移劑，控制合成減水劑的分子量。氫氧化鈉用來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)產(chǎn)物溶液的pH值，使合成的減水劑性能穩(wěn)定，適用于各項(xiàng)工程。

其中，所述雙氧水中過(guò)氧化氫的濃度為本領(lǐng)域常規(guī)濃度，一般為30wt%。

其中，所述丙烯酸的用量較佳地為11～13份。所述甲基丙烯酸的用量較佳地為0.35～1.45份。所述甲基丙烯磺酸鈉的用量較佳地為0.5～2.5份。所述雙氧水的用量較佳地為0.65～0.85份。所述L-抗壞血酸的用量較佳地為0.20～0.30份。所述巰基乙酸的用量較佳地為0.70～0.90份。所述巰基丙酸的用量較佳地為0.15～0.35份。所述氫氧化鈉的用量較佳地為4～6份。所述水的用量較佳地為140～150份。上述份皆指重量份。

本發(fā)明還提供了所述聚羧酸系減水劑的制備方法，其包括下述步驟：

（1）將混合物C：100重量份新型聚醚DD-507、0.60～0.90重量份雙氧水和51～55重量份水，投入聚合反應(yīng)釜中，攪拌均勻；