[发明专利]一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法

说明书

技术领域  本发明涉及建材混凝土添加剂的化工领域，一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法

背景技术  混凝土高性能减水剂可以较好地分散水泥颗粒，减少达到规定工作度的用水量，它既可以用来提高混凝土强度，也可以用来提高混凝土的工作性能，是混凝土材料中的关键组分之一。在混凝土行业中大量使用的混凝土减水剂有萘磺酸钠甲醛缩合物系、磺化三聚氰胺甲醛缩合物和木质素磺钙(木钙)等，商品混凝土的大量发展，对普遍存在的混凝土坍塔度损失较快的问题，工程使用中往往掺入缓凝剂复合使用。客观地分析，传统外加剂在大多数场合仍具有性能价格优势。在我国混凝土外加剂市场仍占有大量份额。20世纪80年代以来，日美欧等国家开发了新一代聚羧酸减水剂，聚羧酸减水剂由于具有高减水，掺量低(0.2％～0.5％，质量分数，下同)，高保坍性能，渐渐受到了混凝土界的广泛认同，对于配置高强度混凝土和自流平混凝土，聚羧酸减水剂在低水灰的状态下具有一定的优势。研究分析国外聚羧酸减水剂结构合成控制方法对我国的混凝土减水剂产品的发展意义重大。

在结构特征上，聚羧酸减水剂完全不同于传统的萘磺酸钠甲醛缩合物类高效减水剂，其亲水性的功能团主要为羧基，而憎水性的聚合物主链则主要是脂肪族结构单元，在线形主链上还带有许多一定长度的侧链，形成所谓的梳形结构。它的分散和分散保持性能与化合物的结构有密切的关系，良好的结构特征可以使其在混凝土中作为减水剂使用时，在用量很小的情况就会对水泥颗粒产生很强的分散作用，而且这种分散作用还不会随着时间的延长而明显降低，即表现出较好的坍落度保持性能。

聚羧酸系高性能减水剂是配置免振捣自密实高性能混凝土和高强超高性能混凝土的首选外加剂，混凝土配合比设计参数变化较大，性能得到显著改善。聚羧酸系高性能减水剂可以在保持混凝土的工作性和高流动性的条件下，使混凝土的水灰比降至最低。但并非所有的聚羧酸系高效减水剂都是高性能减水剂，分子结构不良的聚羧酸系高效减水剂很难适应现代水泥和混凝土技术的要求。如何从不同的结构出发，设计合适的合成途径和工艺条件，从而研究其结构和性能之间的关系，进而确定含羧基聚合物的最佳组成是混凝土减水剂研究领域一个有重要意义且有待于突破的大课题。

制作聚羧酸系高效减水剂的方法很多，但是相对本发明仍过于复杂，例如：2006年4月7日公开的日本触媒株式会社西川朋孝等人的专利(申请号：200480011979.7：公开号：CN 1784369A)中采用如下方法：

向配有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气入口管和回流冷凝器的玻璃制反应器(容量：1升)中加入377g水。在搅拌下用氮气对反应器的内部进行吹扫，并在氮气气氛下加热到70℃。然后，用5小时向反应器中逐渐加入包含239g甲氧基聚乙二醇单甲基内烯酸酯(氧化乙烯的平均加成摩尔数为10)，64g甲基丙烯酸、14g甲基丙烯酸钠、9g3-锍基丙酸和92g去离子水的混合溶液。同时，用6小时向其中逐渐滴加入5.1g30％的过氧化氢溶液溶解于50g水中获得的水溶液和将2.09L抗坏血酸溶解于50g水中获得的水溶液。同时，还以0.148g/min的进料速度开始逐滴加入57g甲基丙烯酸甲酯。从滴加开始235分钟后，将甲基内烯酸甲酯的滴加速度率变外0.344g/min，滴加在5小时内完成。

滴加完之后，将反应混合物在70℃的温度保持1小时。然后，用氢氧化钠将反应混合物的PH值调节为7，获得本发明的聚羧酸系高效减水剂。

2006年5月24日公开的日本西卡株式会社板东公文、W.W.丹兹格尔等人的专利(申请号：200480010847.2；公开号：CN 1777565A)中采用如下方法：

在设置有搅拌器的反应容器中加入水314g，导入氮气使合成体系内呈氮气氛，升温到80℃。然后在2小时内向合成体系内同时滴加水61g、丙烯酸6.0g、甲基丙酸18.7g、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸脂(分子量约2000)169g及甲氧基聚乙二醇单丙烯酸脂(化合物D，分子量约1000)169g的混合物，和5％的硫代乙醇酸铵水溶液78.48，5％的过硫酸铵水溶液78.48这三种溶液，滴加完成后，再在39分钟内滴加化合物A-142.78，在1小时内滴加5％的过硫酸铵水溶液39.28。然后熟化2小时，并进行冷却，用48％的NaOH水溶液中和至PH值为6，得到1000g水溶性两性聚羧酸系高效减水剂。

2005年12月28日公开的中科院广州化学所廖兵等人的专利(申请号：200410027709.7；公开号：CN 17112381A)中采用如下方法：