[發明專利]一種高保坍聚羧酸減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310380843.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103450411A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張小芳;柯余良;方云輝;林添興;郭鑫祺
• 申請（專利權）人: 科之杰新材料集團有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/40;C08F4/40;C08G65/48;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 麻艷

技術領域

本發明屬于建筑材料的技術領域，尤其涉及一種高保坍聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術

隨著國家對基礎設施建設力度的加大，對混凝土的需求和性能要求逐年上升。同樣，對具有減水率高、摻量低、堿含量低、環境友好等優點的高性能減水劑的需求也不斷增大。作為混凝土中重要的原材料——混凝土高效減水劑已經成為國家基本建設不可缺少的新材料。

雖然目前聚羧酸減水劑優異的減水性能已被業界廣泛認可，但是由于水泥的變化、砂、石材料的含泥量等因素，使得聚羧酸減水劑在實際應用中也出現了坍落度損失過快與和易性差等問題。而且隨著城市擁堵現象日益加劇，新拌混凝土運輸到施工現場往往需要1-2h，在高溫天氣下混凝土水化速度加快，致使對外加劑的吸附明顯加快，造成新拌混凝土損失過快無法正常澆筑，極大的浪費人力和物力。影響聚羧酸系減水劑的保坍性主要有合成和復配兩個因素，合成取決于其分子結構，比如結構單元的組成、接枝密度、分子量及其分布等，而分子結構除了同單體的種類有關外，還取決于合成工藝的選擇及參數的控制；復配主要是采用摻加保坍劑和緩凝劑的方法，這種方法缺點是容易出現保坍劑成本高、凝結時間過分延長等問題。因此，研發出一種高保坍型聚羧酸減水劑以改善聚羧酸減水劑產品的性能成為一種迫切的任務。

聚羧酸系減水劑在制備過程中，一般要選擇一些帶不同基團的單體材料，再按照分子設計原則通過加成反應將可聚合結構單元合成預定結構與性能的減水劑，能夠更好地解決混凝土減水、引氣、緩凝、泌水等問題。通常由含羧酸基和聚氧化乙烯基兩種以上的單體，與含磺酸基、酯基或其它基團的一些可聚單體通過自由基共聚反應合成，在聚合物的分子結合過程中，不同單體以隨機或有規律地聚合在一起，在分子主鏈和側鏈上引入強極性基團如羧基、磺酸基、酯基、聚氧化乙烯基等，使分子具有梳型結構，其特殊的結構決定了它優越性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種高保坍聚羧酸減水劑的制備方法，克服了現有技術中存在的問題和不足，從而提供了一種具有高保坍、分散性能優異、適應性好，而且工藝簡單、無污染、能耗低的高性能減水劑。

為解決上述技術問題，本發明的技術解決方案是：??

（1）酯化大單體制備：按質量份計，按一定比例將甲氧基聚乙二醇單甲醚、甲基丙烯酸、催化劑和混合阻聚劑加入到裝有冷凝裝置的反應器A中，在氮氣保護下，于100-130℃下恒溫先反應5-7小時，然后一次性加入質量份10-15份烯丙醇，在該條件下繼續酯化2小時，反應結束，降溫到80℃后，加入一定量的水調節溶液的濃度為90%，即得到含交聯單體甲基丙烯酸烯丙酯的甲氧基聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯酯化大單體MP；其中甲氧基聚乙二醇單甲醚、甲基丙烯酸的摩爾比為1:（2-8），催化劑、混合阻聚劑的用量分別為甲氧基聚乙二醇單甲醚總投料質量的1-6%、0.5-1%；

（2）共聚反應：按質量份計，將1-5份不飽和磺酸鹽、1-2.5份氧化劑和60份水置于反應釜B中；將步驟（1）所得100份大單體MP抽到滴加裝置B1中，再于滴加裝置B1中加入2-5份（甲基）丙烯酸酯類不飽和單體和0.8-2份的鏈轉移劑；將0.5-3份還原劑與30份水混合得到還原劑水溶液置于反應釜B2中；當反應釜B中的溫度達到35℃-45℃時，依次開始滴加B2、B1中的溶液，在3-4小時內分別滴加完B1中的溶液和B2中的還原劑水溶液；恒溫反應1h；

（3）中和反應：加入質量份20份30%濃度的氫氧化鈉與步驟（2）所得產物進行中和，得到一定濃度的聚羧酸減水劑。

所述的甲氧基聚乙烯二醇單甲醚的分子量分別為600、1200、2200、3000中的任意兩種。

所述的催化劑為對甲苯磺酸或濃硫酸。

所述的混合阻聚劑為對苯二酚：吩噻嗪=3：1（按質量份計）。

所述的還原劑為亞硫酸鐵、酒石酸、草酸或亞硫酸氫鈉。

所述的鏈轉移劑為巰基乙酸、次磷酸、3-巰基丙酸或十二硫醇。

所述的（甲基）丙烯酸酯類不飽和單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或丙烯酸異辛酯。

所述的不飽和磺酸鹽為甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或苯乙烯基磺酸鈉。

本發明提供的高保坍聚羧酸減水劑的制備方法，采用可聚合單體直接共聚，即先酯化后聚合的兩步合成反應路線。相較于其他的相關專利本專利具有以下幾個方面的明顯特點：