[发明专利]一种减水剂、其制备方法及马来酸单烷基酯聚醚

说明书

技术领域

本发明涉及一种减水剂、其制备方法及一种马来酸单烷基酯聚醚； 具体而言，涉及一种聚羧酸减水剂、其制备方法及马来酸单烷基酯聚醚。

背景技术

减水剂可以改善混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性 能和耐久性能，是新型建材产业的重要产品之一。减水剂可分为萘磺酸 盐甲醛缩合物减水剂、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物减水剂、对氨基苯磺 酸甲醛缩合物减水剂和聚羧酸减水剂等。其中，与前三种减水剂相比， 聚羧酸减水剂具有分子结构设计的多样性和可控性等性能。但现有聚羧 酸减水剂仍存在减水率低、水泥适应性差、混凝土经时损失大、早期强 度差、性价比差等问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种聚羧酸减水剂，其结构式如下：

其中，R代表碳原子数为1-18的烷基，a、b、m和n均为正整数， 并且a+b＝25～40，m+n＝44～58。

本发明还提供一种制备所述聚羧酸减水剂的方法，其中该方法包括：

(1)使马来酸或马来酸酐与烷基醇反应生成马来酸单烷基酯；

(2)使所得的马来酸单烷基酯与环氧化物进行反应，生成马来酸单 烷基酯聚醚；

(3)使马来酸单烷基酯聚醚与不饱和酸或不饱和酸酐发生反应，得 到减水剂。

本发明的另一目的在于提供一种马来酸单烷基酯聚醚，其重均分子 量为2,100-3,600，且结构式如下：

其中，R代表碳原子数为1-18的烷基，

n₁、m₁各自代表聚氧乙烯(EO)和聚氧丙烯(PO)的重复单元数，分 别是0-60之间的整数，且m₁+n₁是1-100之间的正整数。该马来酸单烷 基酯聚醚可用于制备减水剂。

本发明的减水剂减水率高、水泥适应性好、混凝土经时损失小、早 期强度高、性价比高。

附图说明

图1示出了CX-01减水剂和F-XX减水剂按照[GB8076-1997混凝土 外加剂]5.5.1减水率测定方法在相同掺量(折固为0.22)时、对三种不 同水泥的混凝土减水率比较曲线。

具体实施方式

本发明的聚羧酸减水剂结构式如下：

其中，R为碳原子数为1-18的烷基；

a、b、m和n均为正整数，并且a+b＝25～40，m+n＝44～58。

其中，R和R₁各自优选为碳原子数为1-12的烷基；进一步优选为碳 原子数为1-8的烷基，例如为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、 异丁基、仲丁基、戊基、己基、庚基或辛基等；再进一步优选为碳原子 数为1-6的烷基，例如为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁 基、仲丁基、戊基或己基等。

最优选地，其中R为异丙基。

最优选地，其中R₁为甲基。

优选地，a+b＝30-35。

优选地，m+n＝50-55。

本发明的减水剂可以直接作为添加剂用于水泥中，其减水率高、水 泥适应性好、混凝土经时损失小、早期强度高、性价比高。

本发明的聚羧酸减水剂制备方法包括：

(1)使马来酸或马来酸酐与烷基醇反应生成马来酸单烷基酯；

(2)使所得的马来酸单烷基酯与环氧化物进行反应，生成马来酸单 烷基酯聚醚；

(3)使马来酸单烷基酯聚醚与不饱和酸或不饱和酸酐发生反应，得 到减水剂。

在本发明方法的一个优选实施方案中，步骤(1)中所述烷基醇为碳 原子数为1-12的烷基醇；进一步优选为碳原子数为1-8的烷基醇；再进 一步优选为碳原子数为1-6的烷基醇。最优选地，所述烷基醇为异丙醇。

马来酸或马来酸酐与烷基醇的摩尔比优选为0.9∶1-1∶0.9，特别 优选0.95-0.99∶1。

步骤(1)中的反应优选在催化剂、抗氧化剂和/或溶剂的存在下进 行，并且/或者步骤(1)中反应的温度优选为120-150℃、特别优选130℃。