[發明專利]一種低引氣增強型固體聚羧酸系減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510270219.8
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104945572A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 仇影;丁蓓;鄭春揚;姜海東;王毅;石宇
• 申請（專利權）人: 江蘇奧萊特新材料有限公司
• 主分類號: C08F290/00
• 分類號: C08F290/00;C08F220/06;C08F222/02;C04B24/26
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明屬于聚羧酸系混凝土減水劑的技術領域，特別涉及到一種無水無溶劑環境下采用本體聚合法合成的低引氣增強型固體聚羧酸系減水劑及其制備方法。

背景技術

聚羧酸系減水劑在混凝凝土應用中具有低摻量高減水的特點，但聚羧酸系減水劑中含有的長側鏈聚醚使其在混凝土中存在引氣量過大的缺陷，導致混凝土含氣量高、強度降低，限制了高強混凝土的發展。一般通過復配含有硅氧烷基團的消泡劑來降低聚羧酸減水劑的含氣量，復配后的混合物儲存穩定性差，且不能有效提高混凝土強度。另一方面，通過對具有消泡功能的嵌段聚醚封端改性制得功能大分子單體，再與羧酸類小單體進行共聚反應，該法制備的聚羧酸類高效減水劑可以大幅度降低混凝土含氣量，但對制備工藝復雜，功能組分難以控制，對混凝土強度的提高不明顯。

傳統聚羧酸系減水劑的合成是在水溶液中通過自由基聚合而成，產品固含量在20％左右，這給長距離運輸造成很大的成本問題，尤其在干粉砂漿應用中，固體聚羧酸減水劑的使用前景廣闊，目前市場上制備粉體聚羧酸系減水劑是經過溶液聚合后，對產品進行噴霧干燥工藝，干燥過程能耗高，制備的粉體聚羧酸減水劑的有效成分降低，因此在混凝土中的應用性能大大降低。

專利CN102765899A報道了一種低引氣減縮型聚羧酸混凝土減水劑及其制備方法。該專利將改性聚醚TPEG和丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺中的一種或幾種在引發劑和鏈轉移劑作用下進行溶液共聚得到具有集減水、減縮和低引氣于一體的多功能減水劑，但其混凝土強度并未提高很多。

專利CN102993387A報道了一種一步直接合成純固體聚羧酸高性能減水劑的方法。該專利以丙烯酸類化合物和不飽和聚氧乙烯醚為聚合反應單體，加入分子量調節劑，在引發劑的作用下于無水環境下一步直接聚合反應制得。該發明可根據實際需要配制任意濃度溶液，且無需加熱干燥或分離溶劑等后處理工序，運輸更為方便，節省運輸成本。但合成的固體聚羧酸高性能減水劑沒有低引氣性能，混凝土1h坍落度開始損失，后期強度不高。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種低引氣增強型固體聚羧酸系減水劑，用以改善聚羧酸減水劑在混凝土中含氣量大、強度損失大的問題，并解決長距離運輸造成成本過高的問題；本發明的另一目的是提供上述減水劑的制備方法。

本發明的技術方案為：一種低引氣增強型固體聚羧酸減水劑，其特征在于為一種梳形聚合物，重均分子量為22000～47000；由不飽和聚氧乙烯醚A、醚類小單體B、親水氨基酸C、硅烷單體D、不飽和羧酸單體E、引發劑、鏈轉移劑、中和劑在無溶劑條件下通過一步法本體聚合制備得到。

優選上述不飽和聚氧乙烯醚A、醚類小單體B、親水氨基酸C、硅烷單體D、不飽和羧酸單體E、引發劑、鏈轉移劑、中和劑的質量比為：1：(0.05～0.18)：(0.005～0.01)：(0.08～0.185)：(0.1～0.23)：(0.008～0.014)：(0.006:0.013)：(0.06～0.12)。

優選上述的不飽和聚氧乙烯醚A為甲基烯丙基聚氧乙烯醚、異戊烯基聚氧乙烯醚、4-羥丁基乙烯基醚或甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯中的至少一種，其分子量為1400～5000。

優選上述的醚類小單體B為異構十醇聚氧乙烯醚、異構十一醇聚氧乙烯醚、異構十三醇聚氧乙烯醚、一縮二乙二醇單甲醚或二羥二乙丁醚中的至少一種。

優選上述的親水氨基酸C為甘氨酸、谷氨酸或谷氨酰胺中的至少一種。

優選上述的硅烷單體D為十六烷基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或異丁基三乙氧基硅烷中的至少一種。

優選上述的含有不飽和羧酸單體E為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸或富馬酸中的至少一種。

優選上述的引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、叔丁基過氧化氫或過氧化苯甲酰中的至少一種；所述的鏈轉移劑為巰基乙酸、2-巰基丙酸或次亞磷酸鈉；所述的中和劑為三乙醇胺、三異丙醇胺或N,N,N',N'-四羥乙基乙二胺。

本發明還提供了上述的低引氣增強型固體聚羧酸減水劑的制備方法，其具體步驟如下：

(1)向反應釜中加入不飽和聚氧乙烯醚A、醚類小單體B和親水氨基酸C，升溫至65～85℃，待混合物融化；

(2)向步驟(1)反應釜中加入引發劑，攪拌均勻；

(3)滴加硅烷單體D、不飽和羧酸單體E和鏈轉移劑的混合液；

(4)滴加結束后，在65～85℃保溫1～3h；