[发明专利]一种聚羧酸超级保坍剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种聚羧酸超级保坍剂的制备方法。

背景技术

随着交通、水电、市政等建筑事业的发展，高跨度桥梁、上百层的高楼大厦以及石油钻井平台、海上机场、海上城市、海底隧道等工程建设逐步兴起，对混凝土施工性能，强度指标以及耐久性要求越来越高，几乎全部要求使用泵送混凝土。泵送混凝土需要长距离运输和较高气温条件下施工，不可避免会造成新拌混凝土的坍落度损失。

目前市场上用的聚羧酸保坍剂对混凝土前期的保坍起到的效果比较明显，随着经济不断发展，对聚羧酸减水剂性能的要求越来越高，市场上水泥、砂、石材料越来越复杂，含泥量、石粉量高，混凝土材料对聚羧酸的吸附提高，加快了混凝土的损失，混凝土后期的保坍效果差，使得混凝土泵送施工困难，开发一种后期保坍好，抗泥效果好的保坍剂尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种聚羧酸超级保坍剂的制备方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种聚羧酸超级保坍剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)酯化反应：将不饱和酸酐、胆碱化合物和催化剂加入到反应釜中混合，在氮气保护下，于40～60℃下恒温反应6～10h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水,反应结束后降至室温，即得到含有酯化产物和未反应的不饱和酸酐的第一混合物，其中，胆碱化合物与不饱和酸酐的摩尔比为1:2～5，催化剂用量为不饱和酸酐和胆碱化合物总质量的0.5～4.0％；

(2)共聚反应：将步骤(1)制得的第一混合物、分子量为800～4000的聚醚单体和水混合后搅拌至溶解均匀，加入氧化剂，8～12min后再分别滴加还原剂、不饱和羧酸酯单体、不饱和磷酸酯单体和分子量调节剂的水溶液，在常温条件下反应，滴加时间为1.0～5.0小时，滴加结束后继续反应0.5～2.0小时，得到共聚产物，该步骤中，第一混合物的用量为聚醚单体质量的4.0～15.0％，不饱和羧酸酯的用量为聚醚单体质量的5.0～20.0％，不饱和磷酸酯单体的用量为聚醚单体质量的1.0～4.0％，氧化剂和还原剂以0.5～5:1的质量比组成水溶性引发体系，该水溶性引发体系的用量为聚醚单体质量的0.5～2.0％，分子量调节剂的用量为聚醚单体质量的0.3～2.0％；

(3)中和反应：将步骤(2)所得到的共聚产物用碱中和至pH值为5～7，即得所述的聚羧酸超级保坍剂，其含固量为25％-80％；

上述胆碱化合物为氯化胆碱、溴化胆碱、乙酰胆碱、磷酸胆碱和乙酸胆碱中的至少一种，聚醚单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烯丙醇聚氧乙烯醚和烯丙基聚聚氧丙烯醚中的至少一种，不饱和羧酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种，不饱和磷酸酯单体为丙烯酸羟丙基磷酸酯或丙烯基亚磷酸酯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述不饱和酸酐为马来酸酐、衣康酸酐、二甲基马来酸酐和琥珀酸酐中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述催化剂为浓硫酸、对甲苯磺酸和二甲氨基吡啶中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述不饱和羧酸酯为单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少两种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和过氧化氢中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述还原剂为抗坏血酸、吊白块、亚硫酸氢钠和次亚磷酸钠中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述分子量调节剂为巯基乙酸、巯基丙酸、异丙醇、磷酸三钠、甲酸钠、乙酸钠和十二硫醇中的至少一种。

本发明的有益效果是：

1、本发明的制备方法通过将胆碱化合物与不饱和酸酐酯化的酯化产物用于聚羧酸保坍剂的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入三甲基铵的结构，使得合成的产品提高了混凝土的后期保坍性能，获得更好的和易性，不易出现滞后泌水的现象，同时提高了混凝土的抗泥效果及早期强度。