[發明專利]一種降粘型聚羧酸減水劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710701524.7
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107501479A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 柯余良;方云輝;陳小路;張小芳;麻秀星
• 申請（專利權）人: 科之杰新材料集團有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F212/14;C08F220/22;C08F222/02;C08F226/06;C08G65/327;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,姜謐

技術領域

本發明屬于建筑外加劑技術領域，具體涉及一種降粘型聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術

隨著土木工程規模不斷擴大，科技水平不斷提高，一些高層大跨、有特殊功能要求的重要建筑的不斷出現，如摩天大樓、超大跨橋梁及巨型水利樞紐工程的建設等，要求混凝土必須具有更高的強度、更好的耐久性、更優的穩定性，這些需求促成了混凝土從普通到高性能乃至超高性能方向逐步發展。混凝土強度的提高主要通過降低水膠比來實現，這也導致了混凝土粘度較大，引發混凝土攪拌、運輸、泵送等一系列的施工問題，很大程度上限制了高強與超高強混凝土的推廣與應用。

如何降低混凝土粘度成為高強與超高強混凝土發展的關鍵問題。從高強與超高強混凝土的組成以及制備方法來看，目前可采用的降粘方法主要是從有機外加劑和摻合料兩方面開展。添加的有機外加劑主要是引氣劑，引氣劑的摻入使混凝土拌合物內形成大量微小的封閉球狀氣泡，這些微氣泡如同滾珠一樣，減少骨料顆粒間的摩擦阻力，從而降低粘度，但是引氣劑降粘作用有限，引入的氣泡對高強混凝土的強度產生不利影響，關于減水劑對混凝土粘度作用機理尚不清晰。

CN103553413A公開了一種調粘型聚羧酸減水劑及其制備方法。該減水劑主要以不飽和酸類單體、不飽和聚氧乙烯類單體和調粘單體(主要為不飽和烷基酯、含氟酯、烷基丙烯酰胺或其混合物)于70～90℃的水溶液中共聚而得。該減水劑有效地降低了水泥凈漿的塑性粘度，但是在生產過程中同樣需要高溫，能耗較大；最主要的是調粘單體需先溶解于表面活性劑水溶液中，再參與聚合反應，但在最后產物中這些表面活性劑無法除去。聚羧酸高性能減水劑原本屬于引氣型減水劑，而表面活性劑在不同程度上均具有引氣功能，因此該方法所制得的產品在應用時很有可能導致高強混凝土含氣量偏大，使其強度無法保障。

CN102643042A公開了一種交聯型聚羧酸減水劑。該減水劑是用甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸在60～62℃的水溶液中共聚而得。該減水劑主要是以聚乙二醇二甲基丙烯酸酯作為交聯劑，利用其酯鍵在堿性環境下水解釋放出聚羧酸分子的原理起到坍落度保持的效果。然而在實際應用于低水膠比的高強混凝土時，其效果與以聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯為支鏈的聚羧酸減水劑類似，并無法很好的水解，對坍落度和流動度進行保持；同時由于甲基烯丙基聚氧乙烯醚的坍落度保持能力也有限，因此該產品也無法真正滿足需要具有優異流動性能的高強混凝土要求；并且由于原料雙鍵活性和引發體系的原因，聚合反應時所需溫度也較高，無法實現低溫節能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種降粘型聚羧酸減水劑的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種降粘型聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)聚醚磷酸化：將質量比為300～600∶2∶5的4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯基醚、濃度 85％的磷酸和五氧化二磷加入反應容器中，在40℃下反應3-4h，得到4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯基磷酸酯；

(2)向步驟(1)所得的物料中加入適量的水，攪拌溶解，加入部分不飽和羧酸單體，控制pH＝4～5；

(3)溫度控制在15-30℃之間，在步驟(2)所得的物料中一次性加入氧化劑溶液，并充分攪拌；

(4)在步驟(3)所得的物料中分別滴加剩余的不飽和羧酸單體、不飽和芳烴類單體、含氟不飽和單體和鏈轉移劑的混合溶液以及還原劑的水溶液，于1～2h滴完，滴加結束后，熟化至少1h，最后，加入氫氧化鈉的水溶液進行中和，即得到重均分子量為40000～80000 的所述降粘型聚羧酸減水劑；

上述4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯基磷酸酯、不飽和羧酸單體、不飽和芳烴類單體和含氟不飽和單體的摩爾比為1∶2∶0.05～0.3∶0.05～0.3，上述不飽和羧酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或馬來酸，不飽和芳烴類單體為2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、3-乙烯基苯胺、4-乙烯基苯胺、3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸、3-乙烯基芐胺或4-乙烯基芐胺，含氟不飽和單體為丙烯酸三氟乙酯或甲基丙烯酸2，2，2-三氟乙酯。

在本發明的一個優選實施方案中，所述氧化劑為雙氧水、過硫酸銨或過硫酸鈉。

在本發明的一個優選實施方案中，所述還原劑為甲醛合次硫酸氫鈉、Brüggolit^TMFF6、抗壞血酸、亞硫酸鈉或2-羥基-2-亞磺酸基乙酸二鉀。