[发明专利]一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法，具体步骤如下：先利用烷基醚磷酸酯、羧酸类衍生物、双乙氧烯基聚氧乙烯醚、催化剂、还原剂在水溶液进行预聚得到预聚体；然后往上述预聚体中滴加二烯类化合物与链转移剂的混合水溶液发生Diels‑Alder反应，反应结束后中和剂调整pH为5～7，得到一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法。本发明低温合成、工艺环保，兼具减水性能，对C60以上等级混凝土具有明显的降粘作用。

技术领域

本发明涉及一种混凝土用聚羧酸系减水剂的技术领域，特别涉及到一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法。

背景技术

混凝土是土木工程材料中用途最广、用量最大的一种建筑材料，也是迄今为止最大宗的人造材料。广泛应用于建筑工程、交通、市政、水利、能源、港口、海洋工程、地下工程以及其他特殊结构工程的各种土木工程领域。随着混凝土的发展，从钢筋混凝土的普及、预应力混凝土的推广到现阶段外加剂的使用，使得配制高标号混凝土(C60以上)成为可能，大大增强了混凝土材料的生命力。高标号混凝土胶材量多势必带来拌合粘度的直线上升，如何降低混凝土粘度已经成为高强或超高强混凝土进一步发展的关键问题。目前大多采用添加外加剂和调整矿物掺合料来降低混凝土粘度，虽然能改变混凝土分散状态及工作性能，但降粘作用有限。也有通过添加引气剂形成微小封闭球状气泡，在混凝土中起到滚珠效应来减少骨料颗粒之间的摩擦力，从而降低粘度，但会造成后期强度损失严重。目前通过合成制备降粘剂的研究较少，普遍采用的机理为引入特殊官能团及控制主链和侧链的长度，调节降粘剂在水泥颗粒表面水膜层厚度，以降低混凝土粘度。其中以调节混凝土粘度为目的开发的降粘型聚羧酸系减水剂主要是通过调整新拌混凝土体系的剪切屈服应力、塑性粘度等流变参数以改善低水胶比混凝土粘度问题。研究集分散功能与粘度改性功能综合性强的降粘型减水剂具有广阔应用前景。

2004年日本触媒公司公开了降低混凝土粘度的多羧酸外加剂专利，该外加剂的结构包括丙烯酸烷基酯单体、特定的聚亚烷基二醇不饱和单体和不饱和羧酸单体。引入的丙烯酸烷基酯单体具有疏水性，以此调节混凝土粘性。专利CN 101586021A公开了一种阳离子降粘剂的制备方法，反应釜中加入二乙胺、氯丙烯和丙酮反应得到物料A，再将丙烯酸、丙烯磺酸和丙烯腈反应得到物料B，然后通过引发剂引发A和B后得到一种阳离子降粘剂固体，特别适用于不分散聚合物钻井液。专利CN 105732911A公开了一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法及应用，该方法是由特定的不饱和酸单体、特点的不饱和聚醚大单体与N-(4-乙烯基苄基)-N，N-二烷基胺按摩尔比(2.5～6.5)：1：(0.05～0.2)进行自由基共聚反应而得到降粘型聚羧酸减水剂。该方法是通过引入刚性基团使得构象更为舒展来提高水膜层厚度降低粘性。该方法制备的减水剂仍为梳形聚合物结构，在水泥颗粒中容易缠绕造成分散力降低，对降低混凝土粘度作用较小。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种合成工艺简单、具有减水率且能够显著降低高标号混凝土粘度的一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法，用以提高高标号混凝土的技术性能。

本发明的技术方案采用如下具体步骤：一种环状降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法，采用如下具体步骤：

(1)预聚体的制备：配制烷基醚磷酸酯、羧酸类衍生物和双乙氧烯基聚氧乙烯醚混合物水溶液后，在催化剂和还原剂的作用下在5℃～20℃搅拌1h～3h得到预聚体；其中所述烷基醚磷酸酯、羧酸类衍生物、双乙氧烯基聚氧乙烯醚、催化剂和还原剂的质量比为1：(0.3～1.0)：(0.1～0.3)：(0.002～0.005)：(0.003～0.008)；

(2)一种环状降粘型聚羧酸系减水剂制备：配制二烯类化合物、链转移剂混合物水溶液后，滴加至步骤(1)得到的预聚体中在30℃～50℃发生Diels-Alder反应，滴加完成后保温并采用中和剂中和；其中所述预聚体、二烯类化合物、链转移剂质量组份比为1：(0.05～0.15)：(0.001～0.013)。