[發明專利]一種高性價比聚羧酸減水劑的制備方法

在審

• 申請號: 201910813140.3
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110437388A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 王永本;張栓紅;王惠忠
• 申請（專利權）人: 山東銀泰化學技術有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F222/02;C08F220/56;C08F212/14;C04B24/16;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 濟南克雷姆專利代理事務所(普通合伙) 37279
• 代理人: 楊婷

本發明屬于水泥混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種高性價比聚羧酸減水劑的制備方法。本發明以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、共聚單體為聚合單體，在還原劑作用下合成基礎構筑基元；向基礎構筑基元中加入輔助構筑基元，獲得高性價比聚羧酸減水劑。該技術以分子化學和超分子化學理念為指導，建立了GPCA產品超分子組裝的基礎構筑基元和輔助構筑基元，并進行超分子組裝的優化。經試驗與應用證明，所組裝的高性價比聚羧酸減水劑有關性能達到相應產品一級標準的要求，產品中大單體用量與同類產品相比降低10％～15％，引發體系成本可降低30％～40％，產品終極成本降低8％～15％，提高了適應性，具有較強的市場競爭力。

技術領域

本發明屬于水泥混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種高性價比聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術

混凝土外加劑已成為水泥砼材料的主要組分之一，其中減水劑則是最主要的組分。在混凝土耐久性、工作性、強度和經濟性四大基本性能中，外加劑是它們不可或缺的重要組分之一。隨著水泥混凝土材料的大量應用，相應的原料需求量增大，但是目前，混凝土原料不但數量受限，更為突出的原料質量也存在諸多問題，尤其砂石料供應不足且含泥量過高，嚴重影響混凝土制備中的工作性和制品的強度與耐久性。對混凝土性能劣化最突出的是工作性降低，目前解決的基本方法：一是增加外加劑的用量，二是純化砂石料，這些措施都會造成相應成本的提高，是有關企業難以接受的。但當下采用外加劑調節還是簡單易行的重要方法之一。因此各企業面臨的關鍵是解決外加劑成本高的問題。

發明內容

本發明基于外加劑市場成本偏高的現狀為基礎，確立了以降低制備產品成本、增加適應性的思路，提出了一種高性價比聚羧酸減水劑的制備方法。

本發明所述的高性價比聚羧酸減水劑的制備是以分子化學和超分子化學等理念為指導，分析和研究現狀，以實理相融的方法，通過反復試驗與驗證，確立了產品的超分子組裝體系，制備了高性價比聚羧酸減水劑GPCA產品。

具體的，本發明以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、共聚單體為聚合單體，在還原劑作用下合成基礎構筑基元；向基礎構筑基元中加入輔助構筑基元，獲得高性價比聚羧酸減水劑。

高性價比聚羧酸減水劑GPCA的基礎構筑基元，即是合成的聚羧酸減水劑。通過實理分析和試驗證明，其減水功能主要由吸附量和聚集態的立體因素決定的，其中吸附量主要受組分中官能團的影響，而聚集態的立體影響則與分子的立體結構有關。本發明采用降低價位高的甲基烯丙基聚氧乙烯醚大單體用量，改變除丙烯酸之外的共聚單體的品種與數量的技術途徑，從而開發了組合共聚單體體系，所述的共聚單體為苯乙烯磺酸鈉或衣康酸或丙烯腈或丙烯酰胺或其混合物。所選共聚單體為具有調整表面活性和吸附能力的效果，較原來的聚合體系能提高產品的分散性和保坍性能。

現有技術中，基礎構筑基元制備所用還原劑通常的是VC，該原料雖用量不多，但其價格昂貴，因此本發明從原理上進行分析，探索和尋求價格便宜的替代品，經試驗應用，利用含有還原催化功能的組合體，可降低成本40％以上，本發明所述的還原劑為低分子醛糖或亞硫酸鹽或亞硫酸鐵或亞磷酸鈉或二氧化硫脲或其混合物。所述的低分子醛糖優選葡萄糖。

本發明所述的輔助構筑單元有兩個作用：一是改善相關性能，二是降低產品成本。其性能改善是依據分子間的超分子作用力(氫鍵作用力、離子作用力、主-客作用力和疏水作用力等分子間的力)及對砼漿體功能的影響(減水功能、保水功能、緩釋功能、早強功能、引氣功能和消泡功能等)。

從超分子概念出發，各種性能都是分子間、分子內相互作用后的體現，產品應用中單純的靶向功能物質是不存在的。欲體現相關功能，必須考慮分子間的相互作用原理及影響因素。這些因素主要包括物質組分、品種、比例、外界的溫度、壓力、機械力、電磁力及光能等的影響因素。