[發(fā)明專利]一種酯類早強型聚羧酸減水劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310420696.9
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103450412A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方云輝;林艷梅;林慶昌;柯余良;沈建榮;張小芳;羅小峰;郭鑫祺;麻秀星
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州科之杰新材料有限公司;科之杰新材料集團有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/06;C08F228/02;C08F220/58;C08F220/54;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 麻艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種酯類早強型聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術(shù)

聚羧酸減水劑是新型混凝土添加劑，能提高混凝土拌合物的流動度，或者在保持相同流動性的情況下大幅度減少混凝土拌合物的用水量，因此是配制高性能混凝土不可或缺的組分。

聚羧酸減水劑由于采用的自由基聚合制備方法，可以通過分子設(shè)計及分子剪裁等手段，獲得應(yīng)用于不同工程的產(chǎn)品。目前已廣泛應(yīng)用于各項工程領(lǐng)域中。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，預(yù)制構(gòu)件、高強管樁等的需求量加大，對于早強型聚羧酸減水劑具有大量的需求。但目前對早強型聚羧酸減水劑的研究還比較欠缺，這極大的限制了聚羧酸減水劑在普通預(yù)制構(gòu)件混凝土和高強管樁混凝土中的應(yīng)用。

目前，制備早強型聚羧酸減水劑主要通過合成或復(fù)配手段，合成方法主要通過聚羧酸分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，在分子鏈上接枝具有早強功能的官能團；復(fù)配的方法主要是減水劑與早強劑組分復(fù)配。

對于復(fù)配型早強減水劑已有相關(guān)報道，專利CN?101289292A以接枝共聚羧酸系聚合物為基礎(chǔ)，并通過復(fù)合優(yōu)選的早強組分三乙醇胺、硫氰酸鈉、硝酸鈣等配制而成，其中共聚羧酸系聚合物系指由甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯與丙烯酸/甲基丙烯酸在水介質(zhì)中通過自由基引發(fā)劑聚合得到。專利CN101921083A發(fā)明了一種應(yīng)用于應(yīng)急混凝土工程的早強聚羧酸高性能減水劑，其質(zhì)量組份為：30-60%的酯醚混合型早強聚羧酸高性能減水劑、0.1-5%的復(fù)合無機鹽類早強劑、0.1-0.6%的聚氧乙烯類消泡劑、10-40%的復(fù)合氟硅酸鹽、1-15%的復(fù)合有機類加速固化劑，該發(fā)明加入加速固化劑組份后混凝土施工的和易性和適應(yīng)性仍得到良好調(diào)整；添加增強化學(xué)粘結(jié)力的氟硅酸鹽及硅酸鹽的加速固化劑后，加快和增強混凝土粘結(jié)力，形成混凝土早強的疊加作用，使超早強性能大大提升。專利CN1312324A中采用30-100份的磺酸基團含量為20mol%-98mol%的改性廢舊聚苯乙烯減水劑，與5-20份的硫酸鈉、40-70份的木質(zhì)素磺酸鹽復(fù)配而成。當(dāng)折固摻量約為6%時，其減水率為20-28%，ld抗壓強度約提高為41%-48%。

然而，復(fù)配型早強減水劑在應(yīng)用中也存在許多問題，有的早強劑中含有氯鹽，含氯的外加劑禁止用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程，而且雖然復(fù)配型早強減水劑可以提高混凝土的早期強度，但也降低其28d強度。本發(fā)明通過聚羧酸分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和接枝具有早強功能的官能團，合成一種兩性結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，具有明顯的早強性能，且對28d強度無影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種酯類早強型聚羧酸減水劑的制備方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，從而提供了一種可以有效提高混凝土的早期強度的酯類早強型聚羧酸減水劑。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種酯類早強型聚羧酸減水劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）酰胺化反應(yīng)：按質(zhì)量份計，將不飽和酯、醇胺和氫氧化鈉置于反應(yīng)釜A中，于70-100℃下恒溫2-5小時，得到酰胺小醇胺單體NP；其中不飽和酯、醇胺的摩爾比為（1-5）:1，氫氧化鈉的用量為不飽和酯和醇胺總投料質(zhì)量的0.5-2.5%；

（2）酯化反應(yīng)：按質(zhì)量份計，將聚乙二醇單甲醚、甲基丙烯酸、濃硫酸和阻聚劑置于反應(yīng)釜B中，于100-130℃下恒溫3-6小時，得到酯化大單體MP；其中聚乙二醇單甲醚、甲基丙烯酸的摩爾比為1:（2-6），濃硫酸、阻聚劑的用量分別為聚乙二醇單甲醚和甲基丙烯酸總投料質(zhì)量的1.5-5%、0.5-2%；

（3）共聚反應(yīng)：按質(zhì)量份計，將1-5份不飽和磺酸鹽和50份水置于反應(yīng)釜C中；將4-20份酰胺小單體NP、50-80份酯化大單體MP、5-15份丙烯酸、1-3份N羥甲基丙烯酰胺和30份水混合得到單體混合水溶液；將1-5份過硫酸銨與30份水混合得到過硫酸銨水溶液；當(dāng)反應(yīng)釜C中溫度達到55℃-95℃時，在3-4小時內(nèi)分別滴加完單體混合水溶液和過硫酸銨水溶液；滴加結(jié)束后，繼續(xù)反應(yīng)1h后，加入20份30%質(zhì)量濃度的氫氧化鈉進行中和，得到一定濃度的酯類早強型聚羧酸減水劑。

所述的不飽和酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸羥乙酯、丙烯酸異辛酯中的一種。

所述的醇胺為二甘醇胺、三乙醇胺、二乙醇單異丙醇胺、三異丙醇胺中一種。

所述的聚乙二醇單甲醚的分子量分別為1000、1200、2000、2400中一種。

所述的阻聚劑為對苯二酚、二苯胺、吩噻嗪中一種。

所述的不飽和磺酸鹽為甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中一種。