[发明专利]一种烯丙基聚乙二醇醚型聚羧酸系减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工原料制备领域，尤其涉及一种具有超强分散作用的烯丙基聚乙二醇醚型聚羧酸系减水剂及其制备方法。

背景技术

在当今的混凝土行业中，提高混凝土建筑物的耐久性和强度已成为共识，采用极高减水的聚羧酸系减水剂来降低单位水量是常用手段。

多年来，为降低单位水量，聚羧酸系减水剂更新换代，现在均难以满足日渐复杂的混凝土原材料与工作性要求。在专利CN1288870A中公布了一种在氧化-还原体系中制备含有特定比率的聚乙二醇单烯丙醚和马来酸系单体的聚羧酸系减水剂的方法，其反应温度为70～110℃，氧化剂是过氧化氢或过硫酸盐，还原剂是次磷酸或其盐。实践证明该减水剂的减水性能是不足的，需要在较高固体掺量下才能获得良好的分散能力，主要原因是聚乙二醇单烯丙基醚和马来酸系单体的共聚性很低。另外，专利CN1167739A公开了一种制备聚羧酸水泥分散剂的方法，先将烷氧基多亚烷基二醇和(甲基)丙烯酸酯在碱性催化剂的作用下进行酯交换反应制备烷氧基多亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯，再与(甲基)丙烯酸混合，在过硫酸按的作用下共聚合制得聚羧酸减水剂。此类使用烷氧基多亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯单体生产的聚羧酸减水剂产品质量不稳定，与不同砂石材料及混凝土矿物掺和料的适应性差，往往出现减水率大起大落，混凝土坍落度损失变化无常的现象，另外，液体状态储存与运输等皆可能造成产品质量波动，暴露了一些难以解决的技术问题。专利CN1343642A公开了一种水泥分散剂及使用它的水泥组合物，通过以烯丙基聚乙二醇单体(a)、不饱和单元羧酸(b)作必须组分，加其它可聚合单体制备减水剂，这种方法得到的共聚物减水率高，但水泥组合物粘聚性能还有不足。CN101186460A公布了一种以烯丙基聚乙二醇为原料的聚羧酸系减水剂及其合成方法，以烯丙基聚乙二醇、马来酸酐、丙烯酸甲酯、过硫酸铵、硫酸亚锡和水等通过氮气保护，经过加热反应合成而获得，这种方法虽然解决了聚乙二醇单烯丙醚和马来酸系单体的共聚性低的问题，但它减水率仍不够高，对混凝土组成材料有选择性，适应性差，在高减水率领域内，仍不能满足分散性能的要求。专利CN1412175公开了一种烯丙基醚酯单体的制备方法以及用该单体制备减水剂的方法，用这种精制过的烯丙基醚酯单体与马来酸酐在80℃下用偶氮二异丁腈做引发剂下制得重均分子量为13500的共聚物，再将此共聚物和烷基聚亚烷基二醇在100℃下酯化得到一种微交联型水泥分散剂，使它与不同水泥具有相对更好的适应性，该工艺较复杂，使得最终产品的成本很高。

发明内容

本发明实施方式提供一种烯丙基聚乙二醇醚型聚羧酸系减水剂及其制备方法，该减水剂反应产物转化率高，粘聚性好，以很少添加量能呈现很高分散性，特别是在高减水率领域，在混凝土中应用具有性能优异。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种烯丙基聚乙二醇醚型聚羧酸系减水剂，该减水剂为聚合后得到的聚合物，按占聚合物总重量的百分比计，聚合物中包含下述各组分：

不饱和聚氧化烯基醚单体(a)                 30～50％

不饱和一元羧酸及其衍生物单体(b)            5～20％

不饱和二元羧酸(c)                          1～20％

水                                         40～60％

其中，所述不饱和聚氧化烯基醚单体(a)由通式(1)表示：

通式(1)     XO(R₁O)nH

通式(1)中X表示包含2～4个碳原子的烯基，R₁O表示有2～4个碳原子的氧化乙烯基，n是氧化乙烯基的基团平均加成摩尔数，它代表20～150间的任一个数，在共聚物中，单体(a)为其中一种或两种或多种的混合物；

所述不饱和一元羧酸及其衍生物单体(b)由通式(2)表示：

通式(2)             

通式(2)中R₂代表氢、甲基，R₃代表OM₁，其中M₁代表氢、一价金属、二价金属、铵或有机胺，在共聚物中，单体(b)为其中一种或两种或多种的混合物；

所述不饱和二元羧酸(c)由通式(3)表示：

通式(3)