[發(fā)明專利]一種低水化熱超緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711289700.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107987227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭鑫祺;蔣卓君;官夢(mèng)芹;陳曉彬;李祥河;林添興;麻秀星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科之杰新材料集團(tuán)有限公司;重慶建研科之杰新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08F283/06
• 分類號(hào): C08F283/06;C08F230/02;C08F228/02;C08F212/14;C08G63/87;C08G63/692;C04B24/24
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,姜謐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低水化熱超緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術(shù)

高效減水劑自研發(fā)以來(lái)，經(jīng)過(guò)木質(zhì)素磺酸鹽、萘系和蜜胺系，逐漸發(fā)展到目前以聚羧酸系為主要代表。與傳統(tǒng)的減水劑相比，聚羧酸高效減水劑主要由含羧基(-COOR)和聚氧乙烯基接枝鏈(-OC₂H₄-)的梳型共聚物組成，這些與水親和力強(qiáng)的極性基團(tuán)通過(guò)吸附、靜電斥力、潤(rùn)濕等表面活性作用，對(duì)水泥顆粒提供分散性和分散保持性，即使在低水膠比下也能表現(xiàn)出良好的分散能力，大大提高了混凝土的流動(dòng)性和流動(dòng)性保持能力。

目前，由于市場(chǎng)上聚羧酸系減水劑對(duì)混凝土凝結(jié)時(shí)間影響較小，對(duì)于需要凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的混凝土，則必須復(fù)配使用緩凝組分，但研究和實(shí)踐均發(fā)現(xiàn)，聚羧酸系減水劑與常用的緩凝組分相容性較差，這為復(fù)配工作帶來(lái)了很大難度。而傳統(tǒng)的萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑等與緩凝組分具有較好的兼容性，這為聚羧酸系減水劑在特殊工程中的應(yīng)用帶來(lái)了一定阻力。由于聚羧酸系減水劑與常用緩凝組分的復(fù)配效果差，有時(shí)還存在不相溶的情況，對(duì)于需要超緩凝的混凝土工程，難以采用聚羧酸系減水劑，需具有超緩凝特性的聚羧酸系減水劑。同時(shí)大體積混凝土在應(yīng)用過(guò)程中，產(chǎn)生的水化熱造成混凝土內(nèi)部溫度快速上升。同時(shí)，由于混凝土外部的散熱而在混凝土內(nèi)外之間形成溫度梯度，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度裂縫。因此，研究大體積混凝土的水泥水化放熱速度，采取技術(shù)措施，使溫度上升速度減慢，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，從而在一定程度上能有效防止混凝土開(kāi)裂問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)一種具有超緩凝與降低水化熱雙重性質(zhì)的聚羧酸減水劑重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種低水化熱超緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種低水化熱超緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)酰化酯化反應(yīng)：將不飽和羧酸或不飽和羧酸酐、醇胺、羥基乙叉二膦酸和/或2-羥基膦酰基乙酸、化合物A和阻聚劑混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至65～88℃，再加入催化劑，保溫反應(yīng)0.5～3.5h，期間用抽真空或通氮?dú)鈳姆椒ǔニ磻?yīng)結(jié)束后降至室溫，得到含有酰化酯化產(chǎn)物和未反應(yīng)的不飽和羧酸或不飽和羧酸酐的第一混合物，不飽和羧酸或不飽和羧酸酐、醇胺、羥基乙叉二膦酸和/或2-羥基膦酰基乙酸、化合物A的摩爾比為8～25∶0.2～1.2∶1～5.5∶0.8～1.2，催化劑的用量為不飽和羧酸或不飽和羧酸酐、醇胺、羥基乙叉二膦酸和/或2-羥基膦酰基乙酸、化合物A總質(zhì)量的0.3～4.0％，阻聚劑用量為不飽和羧酸或不飽和羧酸酐、醇胺、羥基乙叉二膦酸和/或2-羥基膦酰基乙酸、化合物A總質(zhì)量的0.1～3.0％；上述不飽和羧酸或不飽和羧酸酐為馬來(lái)酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、衣康酸中的至少一種，上述醇胺為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的至少一種，上述化合物A為(2-羥基苯基)磷酸、(3-羥基苯基)磷酸、(4-羥基苯基)磷酸、(2-羥甲基苯基)磷酸、(3-羥甲基苯基)磷酸、(4-羥甲基苯基)磷酸、(2-羥基苯甲基)磷酸、(3-羥基苯甲基)磷酸、(4-羥基苯甲基)磷酸、(2-羥甲基苯甲基)磷酸、(3-羥甲基苯甲基)磷酸、(4-羥甲基苯甲基)磷酸中的至少一種，上述催化劑為高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸中的至少一種；

(2)單體共混：將步驟(1)制得的第一混合物、不飽和磺酸鹽、分子量為600～5000的聚醚大單體以20∶1～5∶40～300的質(zhì)量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚單體混合物溶液；上述不飽和磺酸鹽為烯丙基磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉、乙烯基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一種，上述聚醚大單體為為烯丙基聚乙二醇(APEG)、3-甲基-3-丁烯-1-聚乙二醇(TPEG)、2-甲基烯丙基聚乙二醇(HPEG)中的至少一種；

(3)共聚反應(yīng)：將上述共聚單體混合物溶液、引發(fā)劑水溶液及分子量調(diào)節(jié)劑水溶液滴入水中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為10～63℃，滴加時(shí)間為0.2～6.5h，滴加完畢后保溫0～3.5h，得共聚產(chǎn)物；該步驟和步驟(2)所用水的總量使得該共聚產(chǎn)物的質(zhì)量濃度為20～80％，引發(fā)劑的用量為共聚單體混合物溶液中溶質(zhì)的總質(zhì)量的0.4～3.4％，分子量調(diào)節(jié)劑的用量為共聚單體混合物溶液中溶質(zhì)的總質(zhì)量的0.2～3.0％；

(4)中和反應(yīng)：將步驟(3)制得的共聚產(chǎn)物用堿調(diào)節(jié)pH至5～7，即得所述一種低水化熱超緩凝型聚羧酸減水劑。