[發明專利]一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110150765.3
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112940198B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王少峰
• 申請（專利權）人: 上海臺界化工有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F230/02;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 郎祺

本發明公開了一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法，其包括以下步驟：S1：向第一反應容器中加入單糖和磷酸化試劑，經過磷酸化反應，以制得單糖磷酸酯；S2：繼續向第一反應器中加入不飽和酸酐，制得不飽和單糖磷酸酯；S3：平行配制溶液A和溶液B；S4：向第二反應容器中加入不飽和單糖磷酸酯、不飽和聚醚大單體、引發劑、去離子水，向第二反應容器中勻速滴加溶液A和溶液B，得到緩凝型聚羧酸減水劑。本發明在聚羧酸減水劑分子結構中接枝單糖磷酸酯，大大增強了減水劑分子在水泥顆粒表明的吸附能力，進而增大了聚羧酸減水劑的減水率，提高了保坍緩凝效果和抗硫酸鹽性能，且本發明綠色環保、價格低廉，整個工藝反應條件溫和，十分適用于大規模工業化生產。

技術領域

本發明屬于建筑材料外加劑技術領域，具體涉及一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法。

背景技術

隨著我國大規模的基礎設施建設以及快速的城市化進程，混凝土行業迎來了飛速發展。聚羧酸減水劑作為一種新型高效減水劑，有著摻量低、減水率高、坍落度損失小、綠色環保等優點，已被廣泛應用各類混凝土中。聚羧酸減水劑已成為混凝土技術發展的重要推動力之一。隨著現代建筑技術的發展，一些高精尖端工程如：超高速鐵路、大型跨海大橋以及超高層建筑的施工對混凝土的凝結時間及坍落度保持能力提出了更高的要求。同時由于現代城市交通的日益惡化，預拌混凝土的運輸時間大幅延長，特別是夏季高溫天氣，混凝土的異常凝結及坍落度損失過快時有發生。這些都對減水劑的緩凝及保坍能力提出了更高的要求。

目前改善減水劑的緩凝性能主要是在聚羧酸減水劑中復配一些糖類緩凝組分，但通過復配手段往往會出現緩凝劑與聚羧酸不相容、復配效果不穩定等問題。聚羧酸減水劑由于分子結構可設計性強，對其的分子結構進行設計正成為解決上述問題的新手段。CN102241489A公開了一種超緩凝型聚羧酸系減水劑的合成方法，將具有緩凝作用的木質素磺酸鈉、蔗糖脂肪酸酯與烯丙基聚乙二醇、丙烯酸甲酯等減水劑單體在過硫酸銨的作用下直接聚合，由于緩凝組分木質素磺酸鈉、蔗糖脂肪酸酯基本無聚合活性，其本質仍相當于復配。CN102153711A公開了一種主鏈為糊精分子并含有磺酸基團，側鏈為聚丙烯酰胺的緩凝型減水劑，由于糊精分子主鏈不如聚羧酸分子主鏈結構規整，其減水率仍然不如聚羧酸系減水劑。CN103554496A公開了一種聚天冬氨酸側鏈的緩凝型減水劑，CN107286288A公開了一種采用原子轉移自由基聚合(ATRP)制備緩凝型聚羧酸減水劑的方法，但上述方法仍存在成本過高，反應過程復雜等問題，不利于大規模推廣應用。

發明內容

本發明旨在克服現有技術中存在的上述技術缺陷，并提供一種適于大規模工業化生產的緩凝型聚羧酸減水劑的制備工藝。

一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：向第一反應容器中加入一定量的單糖和磷酸化試劑，在150～170℃下進行5～7小時磷酸化反應，以制得單糖磷酸酯；

S2：降溫至80～90℃后，繼續向所述第一反應容器中加入不飽和羧酸酐，在80～90℃下進行3～4小時酯化反應，以制得不飽和單糖磷酸酯；

S3：平行配制溶液A和溶液B，所述溶液A為羧酸單體與去離子水混合制得，所述溶液B為鏈轉移劑、還原劑、去離子水混合制得；

S4：向第二反應容器中加入所述不飽和單糖磷酸酯、不飽和聚醚大單體、引發劑和去離子水，在40～60℃下，向所述第二反應容器中勻速滴加所述溶液A和所述溶液B，滴加時間2～4小時，保溫1～2小時，然后降溫加堿中和，得到所述緩凝型聚羧酸減水劑；

其中，所述單糖為含有5～6個碳原子的單醛糖，

當采用5碳單糖時，所述單糖與所述磷酸化試劑中磷元素的摩爾比不大于3，

當采用6碳單糖時，所述單糖與所述磷酸化試劑中磷元素的摩爾比不大于4。

優選地，所述5碳單糖為核糖、阿拉伯糖、木糖中的一種或幾種；所述6碳單糖為葡糖糖、甘露糖、半乳糖、古羅糖中的一種或幾種。