[发明专利]一种高性价比聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明属于水泥混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高性价比聚羧酸减水剂的制备方法。本发明以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、共聚单体为聚合单体，在还原剂作用下合成基础构筑基元；向基础构筑基元中加入辅助构筑基元，获得高性价比聚羧酸减水剂。该技术以分子化学和超分子化学理念为指导，建立了GPCA产品超分子组装的基础构筑基元和辅助构筑基元，并进行超分子组装的优化。经试验与应用证明，所组装的高性价比聚羧酸减水剂有关性能达到相应产品一级标准的要求，产品中大单体用量与同类产品相比降低10％～15％，引发体系成本可降低30％～40％，产品终极成本降低8％～15％，提高了适应性，具有较强的市场竞争力。

技术领域

本发明属于水泥混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高性价比聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

混凝土外加剂已成为水泥砼材料的主要组分之一，其中减水剂则是最主要的组分。在混凝土耐久性、工作性、强度和经济性四大基本性能中，外加剂是它们不可或缺的重要组分之一。随着水泥混凝土材料的大量应用，相应的原料需求量增大，但是目前，混凝土原料不但数量受限，更为突出的原料质量也存在诸多问题，尤其砂石料供应不足且含泥量过高，严重影响混凝土制备中的工作性和制品的强度与耐久性。对混凝土性能劣化最突出的是工作性降低，目前解决的基本方法：一是增加外加剂的用量，二是纯化砂石料，这些措施都会造成相应成本的提高，是有关企业难以接受的。但当下采用外加剂调节还是简单易行的重要方法之一。因此各企业面临的关键是解决外加剂成本高的问题。

发明内容

本发明基于外加剂市场成本偏高的现状为基础，确立了以降低制备产品成本、增加适应性的思路，提出了一种高性价比聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明所述的高性价比聚羧酸减水剂的制备是以分子化学和超分子化学等理念为指导，分析和研究现状，以实理相融的方法，通过反复试验与验证，确立了产品的超分子组装体系，制备了高性价比聚羧酸减水剂GPCA产品。

具体的，本发明以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、共聚单体为聚合单体，在还原剂作用下合成基础构筑基元；向基础构筑基元中加入辅助构筑基元，获得高性价比聚羧酸减水剂。

高性价比聚羧酸减水剂GPCA的基础构筑基元，即是合成的聚羧酸减水剂。通过实理分析和试验证明，其减水功能主要由吸附量和聚集态的立体因素决定的，其中吸附量主要受组分中官能团的影响，而聚集态的立体影响则与分子的立体结构有关。本发明采用降低价位高的甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体用量，改变除丙烯酸之外的共聚单体的品种与数量的技术途径，从而开发了组合共聚单体体系，所述的共聚单体为苯乙烯磺酸钠或衣康酸或丙烯腈或丙烯酰胺或其混合物。所选共聚单体为具有调整表面活性和吸附能力的效果，较原来的聚合体系能提高产品的分散性和保坍性能。

现有技术中，基础构筑基元制备所用还原剂通常的是VC，该原料虽用量不多，但其价格昂贵，因此本发明从原理上进行分析，探索和寻求价格便宜的替代品，经试验应用，利用含有还原催化功能的组合体，可降低成本40％以上，本发明所述的还原剂为低分子醛糖或亚硫酸盐或亚硫酸铁或亚磷酸钠或二氧化硫脲或其混合物。所述的低分子醛糖优选葡萄糖。

本发明所述的辅助构筑单元有两个作用：一是改善相关性能，二是降低产品成本。其性能改善是依据分子间的超分子作用力(氢键作用力、离子作用力、主-客作用力和疏水作用力等分子间的力)及对砼浆体功能的影响(减水功能、保水功能、缓释功能、早强功能、引气功能和消泡功能等)。

从超分子概念出发，各种性能都是分子间、分子内相互作用后的体现，产品应用中单纯的靶向功能物质是不存在的。欲体现相关功能，必须考虑分子间的相互作用原理及影响因素。这些因素主要包括物质组分、品种、比例、外界的温度、压力、机械力、电磁力及光能等的影响因素。