[发明专利]一种环保自防腐型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于混凝土的环保自防腐型聚羧酸减水剂的制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

近年来，随着混凝土技术的发展，聚羧酸高性能减水剂的应用不断普及，以其掺量低、减水率高、保坍性能优、收缩低、节能环保等诸多优点，逐渐在众多工程中获得了广泛应用。研究表明，在聚羧酸外加剂分子结构中引入一些功能单体或结构，可赋予聚羧酸外加剂更多新的功能，如提高混凝土的早期强度、降低混凝土的施工粘度、降低混凝土含气量等性能。因此，基于分子结构的可设计性，越来越多的专家学者对其进行了深入研究。

众所周知，聚羧酸减水剂产品一般是由聚羧酸减水剂母液和一定量的缓凝剂以及其他一些功能助剂等复配而成。由于受到霉菌、细菌的侵袭，聚羧酸减水剂产品在储存和运输的过程中容易长霉变质，继而发酸发臭，在气温较高时尤为严重。变质的减水剂颜色会变得浑浊或是颜色发黑，减水剂的性能也会随之下降甚至完全丧失减水功能。

目前，现有技术中采用的防腐剂一般为甲醛或是甲醛的缓释物，其防腐杀菌效果很强，但由于甲醛的剧毒性，在实际施工中掺量很容易超标，另外在添加过程中容易造成人员身体上的伤害。

另外，国内聚羧酸减水剂生产厂商也多采用加入少量有机酸及其酯类、尼泊金酯类、卤素类等防腐剂来进行产品的防腐。对于有机酸及其酯类，如苯甲酸钠、山梨酸钠等，该类防腐剂多用于化妆品、食品和药剂的防腐剂，其毒性小、pH值适应范围较窄，一般不适合聚羧酸减水剂的防腐。对于尼泊金酯类，如尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、尼泊金丙酯、尼泊金丁酯及其钠盐等，该类防腐剂抗菌效果与烷基链长有关，烷链越长，抗菌效果越强，一般而言它们对霉菌、酵母菌的抑制作用较强，而对细菌特别是革兰氏阴性杆菌和乳酸菌的抑制作用较差，用于聚羧酸减水剂后的保质期一般不长，一般为6个月。对于卤素类，如碘代丙炔基丁基甲氨酸酯、甲基二溴戊二腈等，该类防腐剂普遍存在水溶性差的问题，保质期也较短，一般不超过3个月；另外，该类防腐剂本身的毒性较大、刺激性气味强烈不环保。

发明内容

发明目的：本发明针对现有的聚羧酸减水剂外加防腐剂出现的防腐效果较差的问题，提供一种新型的环保自防腐型聚羧酸减水剂及其制备方法；本发明提供的聚羧酸减水剂具有较高的减水率，后期无需再添加防腐剂，可明显延长聚羧酸减水剂的保质期，与复配了防腐剂的聚羧酸减水剂相比也有明显优势。

技术方案：本发明提供的一种环保自防腐型聚羧酸减水剂，由摩尔比为1～5：1：0.01～0.2的羧酸单体A、高分子量聚醚大单体B与功能性胍盐单体C进行自由基共聚反应制得，其中：

羧酸单体A如式(Ⅰ)所示：

式中，R₁为H或COOM；R₂为H、CH₃或CH₂COOM；且当R₁为COOM时，R₂不同时为CH₃或CH₂COOM；M为氢原子、碱金属离子、碱土类金属离子、铵离子或有机胺基团；

单体B如式(Ⅱ)所示：

式中，R₃为H或CH₃；R₄为H或C1～C3的烷基；X₁为CH₂、CH₂CH₂、OCH₂CH₂、OCH₂CH₂CH₂CH₂或C＝O；n为聚氧乙烯的平均加成摩尔数，为25～200的整数；

单体B中的聚氧乙烯的平均加成摩尔数优选为25～200，加成数太低，合成的聚羧酸初始分散能力很低；加成数过高，则降低了聚醚大单体末端双键的聚合活性，会导致聚醚大单体转化率降低；

单体C如式(Ⅲ)所示：