[發(fā)明專利]一種降粘型聚羧酸系減水劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410491269.4
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104262550A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢珊珊;丁蓓
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇奧萊特新材料有限公司
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F222/38;C08F220/14;C08F220/06;C08F220/16;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/60;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥混凝土用聚羧酸系減水劑的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種采用氨基-環(huán)氧開環(huán)反應(yīng)和自由基聚合的降粘型聚羧酸系減水劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著混凝土結(jié)構(gòu)物大型化、高層化的發(fā)展，工程混凝土強(qiáng)度不斷提高，出現(xiàn)了高強(qiáng)(C60～C100)、甚至超高強(qiáng)(>C100)混凝土。提高混凝土強(qiáng)度的方法有采用高強(qiáng)度等級水泥、增加單方水泥用量、增加膠凝材料總量、降低水灰比等，僅使用這些措施會導(dǎo)致混凝土粘度增加，流動性隨之下降；混凝土工程中還會由于配比不當(dāng)、骨料級配較差等原因易出現(xiàn)離析、泌水的現(xiàn)象。除此之外，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，脆性大的問題也逐漸凸顯。工程混凝土至少應(yīng)考慮四個性能:流動性、穩(wěn)定性、強(qiáng)度和耐久性。用在鋼筋密集部位的混凝土工作性要特別好，甚至達(dá)到自流平、自密實的效果。為了得到可塑性能好、粘度低、工作性能好的新拌混凝土，工程中常常考慮把混凝土粘度改性劑與不同品種的減水劑匹配使用。降粘型減水劑的作用是在混凝土水膠比比較低的情況下,降低混凝土的屈服剪切應(yīng)力，提供混凝土較理想的流動性。

日本株式會社日本觸媒公司于2004年申請了降低混凝土粘度的多羧酸外加劑專利，該外加劑的結(jié)構(gòu)包含丙烯酸烷基酯單體、特定的聚亞烷基二醇不飽和單體和不飽和羧酸單體。引入的丙烯酸烷基酯單體具有疏水性,在調(diào)粘方面發(fā)揮作用，特定的聚亞烷基二醇不飽和單體能夠改善混凝土坍落度保持性能，而不飽和羧酸單體則提供吸附作用，表現(xiàn)出良好的分散性能。日本T.ugamata研究了一種可用于水灰比小于0.20的超高強(qiáng)混凝土中的新型聚羧酸系超塑化劑(SPN)的性能，它的分散性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的聚羧酸系超塑化劑,并且能夠降低混凝土的粘度,也能降低屈服應(yīng)力，改善混凝土的各種性能。具有如此性能的原因是由于SPN降低了水泥漿體中液相的離子濃度，提高了吸附層的厚度,因此能夠更好地降低水泥漿體的粘度和觸變性。D.Hamada等人也研究出一種比傳統(tǒng)聚羧酸系超塑化劑能更好地控制混凝土流變性能的多支鏈結(jié)構(gòu)的新型聚合物(NHBP型)，這種新型聚合物比傳統(tǒng)聚羧酸系減水劑具有更豐富的接枝鏈，導(dǎo)致其有強(qiáng)的吸附能力，可使聚合物在水泥顆粒表面上的吸附密度高，促使砂漿或混凝土具有較好的流變性能及易施工的粘度。但是目前的此類減水劑制備方案在分子結(jié)構(gòu)層面上不具有可設(shè)計性，且步驟復(fù)雜，大量使用有毒的有機(jī)溶劑，對環(huán)境有污染和不安全等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種降粘型聚羧酸系減水劑的制備方法，在高減水的前提下又提高了降粘性。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種降粘型聚羧酸系減水劑的制備方法，其具體步驟如下：

1)不飽和伯胺類小單體的制備：將含有不飽和雙鍵的酸酐小單體和二元伯胺類有機(jī)小分子在5～40℃攪拌3～24小時生成不飽和伯胺類小單體；其中所述含有不飽和雙鍵的酸酐小單體與二元伯胺類有機(jī)小分子的摩爾比為1：(0.9～1.1)；

2)季銨鹽類不飽和小單體的制備：向步驟1)生成的不飽和伯胺類小單體反應(yīng)體系中加入含有環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)小分子和含鹵素的有機(jī)小分子在0～25℃繼續(xù)攪拌5～72小時得到產(chǎn)物季銨鹽類不飽和小單體；其中所述不飽和伯胺類小單體、帶環(huán)氧的有機(jī)小分子和含鹵素的有機(jī)小分子的摩爾比為1：(1.9～2.1)：(0.85～1.2)；

3)降粘型減水劑的制備：將季銨鹽類不飽和小單體、不飽和酯類小單體、不飽和酸類小單體、不飽和聚酯大單體在引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑共同作用下進(jìn)行水相自由基聚合反應(yīng)即可得到共聚產(chǎn)物，反應(yīng)完成后調(diào)整pH值為6～7，加水得到質(zhì)量濃度為5～60％的聚羧酸系減水劑；其中所述季銨鹽類不飽和小單體、不飽和酯類小單體、不飽和酸類小單體、不飽和聚酯大單體、引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量組份比為1：(0～4)：(0～3)：(12～30)：(0.03～0.5)：(0.01～0.1)。

優(yōu)選步驟1)中所述的含有不飽和雙鍵的酸酐小單體為馬來酸酐、衣康酸酐、反丁烯二酸酐、二甲基馬來酸酐、丁烯酸酐、甲基丙烯酸酐或丙烯酸酐的一種或兩種以上組合；步驟1)中所述的二元伯胺類有機(jī)小分子的通式為：NH₂-R₁-NH₂，其中R₁為1～7個碳原子的烷基或苯基。更有選步驟1)中所述的二元伯胺類有機(jī)小分子為二甲胺、二乙胺、甲乙基胺、二丙胺、二丁胺、二苯胺或甲基苯基胺的一種或兩種以上組合。