[發明專利]一種低成本聚羧酸保坍劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810169106.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108383958B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 柯凱;羅正權
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C08F291/08
• 分類號: C08F291/08;C08F220/20;C08F220/06;C04B24/26
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖珍

本發明提供一種低成本聚羧酸保坍劑的制備方法，包括以下步驟：1)將一定比例的聚醚大單體、陰離子淀粉醚、丙烯酸和水加入到反應釜中，攪拌使其溶解；2)控制溫度在50?55℃，開始加入一定量雙氧水；3)加入雙氧水5min后，依次開始滴加引發劑、小單體溶液，引發劑加入后，10min內開始滴加小單體溶液，小單體溶液滴加時間為a小時，引發劑滴加時間為a+0.5小時；引發劑由一定比例的巰基乙酸、維c和水組成，小單體溶液由一定比例的丙烯酸烷基酯、丙烯酸和水組成；4)滴加結束后，向體系中投入一水次亞磷酸鈉，保持溫度恒定，熟化b小時，待溫度低于30℃時，緩慢加入液堿，調整pH值至5.0，補水，攪拌均勻后，即得所述的一種低成本的聚羧酸保坍劑。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，涉及到混凝土外加劑領域，具體是一種低成本聚羧酸保坍劑的制備方法。

背景技術

隨著工程建設的不斷開展，對高性能混凝土需求越來越大。在高性能混凝土中，聚羧酸系高性能減水劑的使用非常廣泛。但在實際的施工過程當中，聚羧酸減水劑的使用效果受混凝土原材料的質量差別的影響，經常出現混凝土坍落度損失較快的現象。而將聚羧酸保坍劑與普通聚羧酸減水劑復配使用，可明顯改善減水劑的坍落度保持能力。

目前聚羧酸保坍劑的發展比較迅速，但仍有許多問題值得探討。聚醚大單體作為聚羧酸保坍劑原料的主體，其價格成本亦占據聚羧酸保坍劑成本的大部分，而且隨著環氧乙烷等聚醚大單體原材料供應的緊張，聚羧酸保坍劑的生產成本也隨之被推高。而對于聚羧酸保坍劑未來的發展而言，降低生產成本以及綠色環保的無疑會是一個重要的發展方向。而淀粉來源非常廣泛、產量大、本身無毒害、價格低廉，是一種可再生以及可生物降解的自然資源，綠色環保，非常適合作為原材料。更重要的是，天然淀粉分子鏈中含有疏水鏈，分子側鏈上還含有親水羥基，其基本結構框架很適合作為減水劑原料。而且其分子結構上的糖苷鍵和羥基化學性質比較活潑，因此可以通過對淀粉進行化學改性，在淀粉分子結構上引入多用作用基團。將淀粉改性處理，獲得羧甲基鈉鹽，即羧甲基淀粉(CMS)。平均每個脫水葡萄糖單位中羥基被取代的數量表示，稱為取代度(DS)表示，取代度最高為3。取代度約0.15時在冷水中能潤脹，在水中溶解度隨取代度增加而增加。取代度0.3時溶于堿性溶液；而在0.5～0.8時，在酸性溶液中不沉淀。羧甲基淀粉可以代替一部分聚醚大單體進行聚羧酸保坍劑的合成，具有極高的開發與應用價值。

專利CN106366258A公開了一種改性聚羧酸保坍劑母料的制備方法，具體是：1)將一定比例的聚醚大單體和水加入到反應釜中，攪拌使其溶解；2)在5-25℃下一次性加入氧化劑，加入后5min內依次開始滴加引發劑、小單體溶液；3)在小單體溶液滴加a/3小時后，一次性或以滴加方式加入AMPS溶液；5)滴加結束后，熟化1～2h，待反應溶液溫度低于30℃時，緩慢加入液堿，并補水，攪拌均勻后靜置10～15h后。改發明所述制備方法工藝簡單，最大程度杜絕了AMPS均聚、共聚導致堵塞管道的現象，制得的保坍劑除具備緩釋保坍功能，還具備一定早強功能，與高減水率減水劑匹配應用效果好。

專利CN106496444A公開了一種醚類聚羧酸保坍劑的制備方法，包括如下步驟：1)酯化反應；2)共聚反應；3)中和反應。該發明的制備方法通過將脂肪族羥基酯與不飽和酸酐酯化的酯化產物用于聚羧酸保坍劑的共聚合成中，在聚羧酸分子鏈結構中引入同時帶有羧基和雙重酯基的分子結構，帶負電的羧酸根不會影響減水劑的靜電斥力效應，同時可以改善混凝土的和易性及敏感性問題。而雙重酯基在水泥凈漿的堿性條件下水解，緩釋出更多的羧基，能夠提高混凝土的保坍性能，同時該結構的聚羧酸保坍劑能夠適應各種材料使用，敏感性較低。

專利CN105731856A公開了一種淀粉基混凝土減水劑的制備方法，具體是以淀粉為原料，與濃硫酸反應，干燥制得酸解淀粉后，再與馬來酸酐、尿素、對氨基苯磺混合反應后，制得接枝改性淀粉，然后將該接枝改性淀粉配制成溶液，向其加入雙氧水及乙二醛進行混合，調節混合溶液的pH值，反應后，即制得淀粉基混凝土減水劑。該發明制備的淀粉基混凝土減水劑與萘系或脂肪族減水劑相比，其減水效率雖然有提高，但與聚羧酸減水劑相比，其水泥適應性、混凝土拌合物的保水性以及分散性等都無法相比。