[發明專利]高性能預制構件中用聚羧酸系混凝土高效減水劑合成方法

有效

• 申請號: 201210312338.1
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102786248A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 吳菊珍;吳杰;曹炳根;馮為民;朱敏濤;王強;金川;屠潔梅
• 申請（專利權）人: 上海申立建材有限公司;上海市建筑構件制品有限公司
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C04B103/30
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技術領域

本發明涉及一種聚羧酸系混凝土高效減水劑及其合成方法，尤其是一種適用于高性能預制構件用的高分子聚羧酸類加成共聚型高效減水劑及其合成方法。?

背景技術

高性能預制構件是近年來發展極快，應用較廣的一種高強混凝土制品，例如C60、C80預應力高強混凝土管樁，具有樁材質量好，施工快，工程地質適應性強，施工場地文明清潔等優點，已被廣泛應用于各類建筑物和構筑物的基礎工程上。發展軌道交通預制的高強高性能預制U形梁，承載力大，要求耐久性好，加快了市場軌道交通建設速度，對保證軌道交通質量起到主要作用，這些都為了滿足城市建設的高速度、高質量發展的需要。?

目前，市場中高性能預制構件普遍采用萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑及氨基磺酸鹽高效減水劑，但是這三大類產品在生產過程中均使用了對人體健康有危害的甲醛單體(HCHO)。萘系高效減水劑生產過程會產生酸性氣體及副產品硫酸鈉，造成污染環境；脂肪族高效減水劑采用的主要原材料丙酮屬于I級易爆原料，對生產車間要求高，需要防爆車間，產品色澤為酒紅色，用于混凝土制品表面色澤差，盡管經蒸養后能退去色澤但仍然感覺不佳；氨基高效減水劑易泌水，價格昂貴，不能單獨使用。?

而德國開發的Melment即磺化三聚氰胺甲醛縮合物高效減水劑，由于其性能與萘系高效減水劑接近，含氣量低，顏色淺，特別適用于蒸養預制混凝土構件中，但這類減水劑原材料有限，價格偏高，尚不能滿足市場需要。?

聚羧酸系高效減水劑是80年代中期由日本觸媒公司首先開發應用成功的新型混凝土外加劑，在眾多高性能減水劑中具有梳形結構的聚羧酸系減水劑具有摻量低、減水率高、混凝土拌合物的和易性好和混凝土坍落度經時損失小、低?收縮、低氯、低堿等優點，且生產過程對環境友好，對人體無危害，因而成為當前國內外混凝土外加劑研發的熱點。?

發明專利CN200710037451.2(申請日：2007.2.13日，公開日：2008.8.20)公開的“聚羧酸系高效減水劑及其合成方法”，它是由(甲基)丙烯酸和聚乙二醇單甲醚加入催化劑合成聚乙二醇單甲酯化物(MPEGTMA)大分子單體，在引發劑和鏈轉移劑作用下，再將MPEGMA大單體分子與其他(甲基)丙烯酸、(甲基)烯丙基磺酸鈉單體接技共聚，合成含有羧基、磺酸基和聚氧乙烯側鏈的二元或多元共聚物。該合成方法為二步法，先進行酯化，然后再進行接技共聚，因減水劑分子結構本身原因，有不同程度緩凝作用，不能符合高性能預制構件生產的要求。?

發明內容

為了解決現有技術領域中高性能預制構件用的聚羧酸系高效減水劑的合成工藝及其性能上缺陷與不足，更好滿足混凝土的早強、快凝、高強，能迅速脫模的混凝土高強管樁、預制梁等生產要求，本發明合成了另一類烯基聚氧乙烯醚(甲基烯基聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚)及其直接與活性小分子不飽和烯烴單體丙烯酸(AA)聚合，形成梳狀結構高分子聚合物。為解決早強問題和混凝土的保坍能力，從分子結構出發，接技含有酰胺基(-CONH₂)官能團的活性單體，通過技術優化，采用一步法，中溫水相聚合(61±2℃)，選用氧化還原體系(雙氧水H₂O₂-VC抗壞血酸)，使雙鍵打開進行自由基聚合，獲得梳狀結構的高效減水劑，以巰基乙酸控制主鏈調節分子量的分布在一個較合適的范圍內。?

本發明目的是通過合成工藝的改進，研制一種原料更為廣泛、生產成本合理、工藝易工業化、一釜到底、中溫水相自由基聚合，使用效果好，無環境污染，對人體無危害的聚羧酸系高效減水劑及其合成方法。該聚羧酸系高效減水劑為具有不飽和雙鍵的醚類聚合物與小分子不飽和烯烴單體以及具有雙鍵、酰胺、磺酸活性基團進行聚合，它的結構特點是具有長支鏈的高分子主鏈上有一些羧基、磺酸基、醚鍵、聚氧化烯烷基醚及酰胺基等活性基團。?

本發明反應采用一步法，通過選擇合適的帶雙鍵的含醚鍵長鏈單體及短鏈含雙鍵單體及帶雙鍵的酰胺基、磺酸基等，采用氧化還原體系，中溫水相自由基聚合，合成二元或多元共聚物，最終形成大分子的聚合物減水劑。?

本發明所包括的內容為：?

一種聚羧酸系混凝土高效減水劑，特征在于含醚基、磺酸基酰胺基團及聚氧乙烯基、聚氧丙烯基的醚類聚羧酸減水劑，合成工藝結構表達式是：?

圖：聚醚基聚羧酸高效減水劑的結構表達式?

所述的聚羧酸高效減水劑合成方法具體步驟為：?