[发明专利]一种低引气型固体聚羧酸系减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料中的混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种低引气型固体聚羧酸系减水剂，特别涉及该种减水剂的制备方法。

背景技术

随着我国核电、水利、桥梁、隧道等大型基础设施的兴起，尤其是国家铁路客运专线网工程的大规模实施，对聚羧酸系减水剂的市场需求持续增长。与传统的高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂以其高减水率、低坍落度损失、低碱含量等优良性能已成为混凝土高性能化的关键材料。

聚羧酸系减水剂在应用过程中带来的含气量问题，一直是困扰混凝土行业的难点。对新拌混凝土而言，均匀的小气泡和适当的含气量有利于保持混凝土流动性；对硬化混凝土而言，适当的含气量和均匀的气孔是影响混凝土最终性能的重要因素。然而，掺加聚羧酸系减水剂后的混凝土中的气泡常常是大小不均匀的，含气量也远远高于允许值，这将导致硬化混凝土强度降低、抗冻等级下降等不利影响。目前普遍采用复配消泡剂的办法，由于消泡剂多属于低HLB值的亲油类物质，与水溶性的聚羧酸系减水剂母液相容性很差，复配后容易产生分层现象，消泡剂悬浮在聚羧酸系减水剂的上层起不到消控泡作用，造成混凝土含气量指标不稳定。

目前市场上的聚羧酸系减水剂多为10％～50％的液体产品，由于其优越的性能，越来越多被用于各种重点工程中。但经常由于工程施工地点较远、施工现场场地有限，导致存储、运输成本不断的增加，所以发展高浓度或固体聚羧酸产品是降低运输成本和推广聚羧酸系减水剂广泛使用的重要条件。干粉砂浆的广泛推广应用，也对固体聚羧酸系减水剂的生产应用提出了迫切需求。目前市场上的粉体聚羧酸系减水剂多为通过喷雾干燥方法得到，但是将其稀释成液体，与同浓度的液体聚羧酸系减水剂相比性能有所下降，这主要是聚羧酸系减水剂受热后发生部分交联引起。如果想得到性能优异的聚羧酸系减水剂粉体产品，只能采用低温的方式，不破坏聚羧酸系减水剂结构的条件下操作。

CN1919772A介绍了一种粉体聚羧酸系减水剂的制备方法，通过将减水剂喷雾，热风干燥来实现。生产过程能耗高，并且聚羧酸系减水剂在高温下会发生部分交联，控制不当就会大量挂壁，不仅影响粉体产品的品质而且挂壁物长时间被加热有可能引发燃烧。

CN102372458A报道了一种固体聚羧酸系减水剂的制备方法，由不饱和酸和其他不饱和单体在有机溶剂中进行共聚，然后经分离沉淀和低温干燥后制备得到。该固体减水剂在溶于水溶剂中，与市售同样浓度的液体聚羧酸系减水剂产品相比，综合性能没有差异。但该专利需要用到有机溶剂如醇、芳香烃、脂肪烃、酯等，得到聚合产物之后还需要干燥分离溶剂，生产过程不够绿色化。CN103012694B报道了一种聚酯型纯固体聚羧酸高性能减水剂的制备方法，以丙烯酸单体和聚乙二醇类化合物为反应物，在催化剂作用下通过酯化反应制备可聚合大单体，再与不饱和羧酸单体、链转移剂在引发剂的作用下于无任何溶剂的环境下通过自由基本体聚合反应制得。但该专利中的聚酯型聚羧酸系减水剂的制备工艺复杂、能耗较高。

CN103554382A报道了一种固相合成聚羧酸系减水剂的方法，将聚醚单体、引发剂和少量水加入到球磨机或胶体磨中，开动机器混合10分钟，再分若干次将小分子单体、还原剂、链转移剂和小分子单体质量10％的水组成的混合物等份加入球磨机或胶体磨中，全部加完后，再继续反应1小时，就可以得到固体或膏状聚羧酸系减水剂。CN103755885A提出了一种微波辅助固相合成聚羧酸系减水剂的方法，将聚醚单体、引发剂、小分子单体、还原剂、链转移剂和小分子单体质量50％的水组成的糊状混合物置于功率可调的微波炉中，反应一定时间，得到固体或膏状聚羧酸系减水剂。上述专利中的方法不适宜大规模工业化生产。