[发明专利]一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂及其制备方法。本发明所述外加剂由聚醚大单体a、羧酸单体b、功能单体c和含抗氧化基团的单体d通过自由基共聚而成，主要是通过在聚羧酸聚合物中引入抗氧化基团制得。本发明从改进聚合物结构出发，开发了一种适合高温喷雾的粉末状聚羧酸外加剂，可解决高温下聚合物易着火的现象，也能解决长时间高温储存粉末的稳定性问题。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂及其制备方法，该外加剂可应用于干粉砂浆及各种性能需求的混凝土。

背景技术

聚羧酸外加剂具有掺量低、减水率高、混凝土收缩率低、分子结构可调性强、生产工艺清洁化，不影响后期强度等优点，被广泛应用于高速铁路、公路、水电、核电、大型桥梁等工程中，大部分以水剂形式应用，但是对于长距离运输成本高，也不适用于干粉砂浆等特种砂浆中。对于这些特殊的应用场合可以使用粉末状聚羧酸外加剂来解决难题。

聚羧酸外加剂是采用不饱和聚乙二醇醚作为侧链、不饱和羧酸单体作为吸附基团以及一些其他功能单体合成的梳形共聚物。

常规的聚羧酸减水剂分子量相对较小，约2～10万左右，且玻璃化转变温度不高，干燥后粉体的软化点低，制备聚羧酸减水剂粉剂的进风温度一般在180℃以上，长时间的高温容易使聚羧酸减水剂糊化，且在高温和氧气环境下发生降解，影响外加剂的性能。另外，长距离运输中，外加剂粉剂在仓库或者运输过程中暴晒等持续高热的话，粉体内部温度会很高，有可能会发生自燃等现象，或者长时间高温会降低聚合物的性能。

专利WO0017263是在干燥前将聚合物溶液中加入0.01至10重量％的酚，胺，亚磷酸酯，硫代醚和硫代酸等的稳定剂，防止聚合物经过高温和氧化(空气，氧气)而自然或氧化降解，稳定剂以液体或粉末形式溶解到聚合物水溶液中，但是这些物质的水溶性不好，在聚合物溶液中分散不均匀，一般需要引入乳化剂才行，而乳浊液存在不稳定性，时间长可能会在储液罐中分层，导致稳定剂分散不均匀，增加了聚合物高温喷雾干燥的起火燃烧风险及高温储存引发爆炸的风险。

专利WO2009090471是在酯化步骤中添加抗氧化剂来保护聚合物分子，这些分子也是简单混合在聚合物中，溶解性并不佳，且这种用于有机溶剂参与的酯化反应时没有问题，而在水溶液中直接采用不饱和聚醚单体合成的聚羧酸外加剂则很难混合进去，如果这类物质在高温下喷雾干燥则容易出现着火燃烧的现象，且干燥的温度不能过高，过高聚醚链容易燃烧和降解，即降低聚合物性能，也影响生产效率。

基于上述的原因，本专利从聚合物结构本身出发开发了一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂。

发明内容

本发明是针对上述制备粉末状外加剂存在的问题，提供了一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂及其制备方法，既解决了高温下聚合物易着火燃烧和高温降解的问题，又提高了生产效率，同时也能解决长时间高温环境下储存粉末的稳定性(降解或粉尘燃烧)问题。适用于于干粉砂浆及各种性能需求的混凝土。

本发明通过将抗氧化基团接枝共聚到聚合物中开发了一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂，其抗氧化基团在聚合物中基本上是均匀分布的，提高了聚合物的稳定性，因此喷雾干燥时既可以高温喷雾提高生产效率，也可以降低聚合物着火燃烧和高温降解的危险。

聚合物中引入含抗氧化基团的单体，其丙烯酰基上的双键和苯环的羟基是该类抗氧化单体的有效活性基团，羰基氧的双键既能够捕获烷基自由基，使之以共轭方式结合到双键上，形成烯醇类自由基，而羰基氧和羟基之间的分子内氢键合，又使烯醇类自由基发生分子内氢转移形成稳定的自由基，对稳定聚合物结构及聚合物氧化变色有直接影响。

基于上述核心技术，本发明提供了一种适用于高温喷雾干燥的聚羧酸外加剂，所述外加剂是将含抗氧化基团的单体接枝共聚到聚羧酸聚合物中制备而成的。。