[发明专利]高分散聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，尤其涉及一种高分散聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

目前，对高性能混凝土提出的要求已不仅仅是高强，而更多的是关注这种结构材料的长期和超长期耐久性，及在高强基础上同时具备密实、稳定和优良的施工性能。高性能减水剂是配制高性能混凝土的关键技术之一。聚羧酸系减水剂具有高减水率、良好的保坍性和环境友好性等优点，是配制高性能混凝土的首选减水剂，也是当前减水剂技术领域的主要研究热点。掺这类外加剂可以使混凝土拌合物的流动度大大提高，或者在保持相同流动性的情况下大幅度减少混凝土拌合物的用水量，同时可以使混凝土具有高耐久性，因而可以制得高流动性混凝土，泵送混凝土、高强度性能混凝土和高密实性混凝土等等。这对于大体积混凝土工程、海上建筑设施、轻质高强十混凝土构件和制品等具有分重大的意义。

而聚羧酸系减水剂在制备过程中，一般要选择一些带不同基团的单体材料，再按照分子设计原则通过加成反应将可聚合结构单元合成预定结构与性能的减水剂。通常由含羧酸基和聚氧化乙烯基两种以上的单体，与含磺酸基、酯基或其它基团的一些可聚单体通过自由基共聚反应合成，其化学分子结构中含有羧酸基和聚氧化乙烯基及其它基团的结构单元。在聚合物的分子结合过程中，不同单体以随机或有规律地聚合在一起，以含羧基、聚氧乙烯基、酯基、磺酸基等单体为基本单元。目前，国内外生产聚羧酸主要通过聚合物嫁接支链法、原位聚合与接枝法和大单体共聚法等三种途径获得。聚合物嫁接支链法、原位聚合与接枝法要求实验条件较为严苛，对温度和压力的要求控制严格，容易发生暴聚等现象，造成实验的失败。大单体共聚法，主要是通过酯化反应制备具有一定分子结构的大单体，然后通过自由基共聚合反应制备，反应条件温和，容易控制。目前，在大单体共聚法生产聚羧酸，原材料聚乙二醇单甲醚中聚氧化乙烯基链段长度的问题较难克服，使得减水率、分散性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低掺量、高减水率、低坍落度损失的高性能减水剂的高分散聚羧酸减水剂的制备方法，该方法克服了现有技术中存在的问题和不足。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种高分散聚羧酸减水剂的制备方法，它包括以下步骤：

（1）中间大单体的制备：按质量份计，将100份聚乙二醇单甲醚、15-25份甲基丙烯酸或丙烯酸、5-15份衣康酸或衣康酸酐、0.5-0.8份的混合阻聚剂和1-3份的浓硫酸置于反应釜A中，通氮气保护，反应温度为100-130℃，反应时间为180-300分钟；再加入0.5-1份多异氰酸酯和0-0.5份二羟甲基丙酸继续反应30分钟；反应结束后，加入20份水和5份30%浓度的氢氧化钠溶液，即得到中间大单体聚乙二醇单甲醚不饱和酸酯MP；

（2）聚羧酸成品的制备：将中间大单体聚乙二醇单甲醚不饱和酸酯MP转移到滴加装置B1中，再加入2-5份醋酸乙烯酯；将0.5-2份还原剂、1-3份多聚磷酸钠和50份水置于滴加装置B2中；将1-5份烯丙基磺酸钠、5-9份富马酸和50份水置于反应釜B中；当温度达到30℃-60℃时，一次性加入6-8份双氧水，滴加装置B1和滴加装置B2同时滴加，滴加时间为120-180分钟；滴加结束继续反应30-60分钟；反应结束后，加入20份30%浓度的氢氧化钠进行中和，得到浓度为50%-55%的高浓聚羧酸成品。

所述的聚乙二醇单甲醚的分子量为600、1000、1200、2000中的一种。

所述的混合阻聚剂由苯二酚、二苯胺、吩噻嗪组成；按质量份计，苯二酚：二苯胺：吩噻嗪＝1：1：1。

所述的还原剂为抗坏血酸或吊白块。

采用上述方案后，由于本发明由中间大单体的制备和聚羧酸成品的制备两个步骤组成，工艺简单，条件容易控制，性能稳定，生产中不含污染环境的有机溶剂，是一种绿色环保的水溶性高分子，易于工业化生产。而且本发明主要是通过引入多个化学结构单元（羧基、酸酐、酯基等），进行共聚反应，其分子结构为梳型结构，主链中含有极性基团，侧链中含有较长的聚氧化乙烯基链段所成空间阻隔，有利于提高水泥的分散性以及分散性保持能力，体现了低掺量高分散性，高保坍性等优点，能有效提高减水率和分散性。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明是一种高分散聚羧酸减水剂的制备方法，它包括以下步骤：

实施例1