[发明专利]一种酰胺/酰亚胺型高浓度聚羧酸系高性能减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学建材建筑的技术领域，尤其涉及一种酰胺/酰亚胺型高浓度聚羧酸系高性能减水剂的制备方法。

背景技术

混凝土外加剂是混凝土中除了水泥、砂、石、水、矿物掺合料之外的第六组分。它在高性能混凝土的应用中扮演着非常重要的角色。近年来，混凝土减水剂的研究与生产已经朝着高性能、无污染方向发展。聚羧酸系高效减水剂具有梳形分子结构，与传统的的甲醛缩合类减水剂(萘系、密胺系、氨基磺酸盐系)相比，聚羧酸系高效减水剂具备减水率高、保坍性能优异且凝结时间可调、收缩率低、混凝土外观质量好、碱含量和氯离子含量低、与胶凝材料的适应性较好等优点。国外研究表明，使用聚羧酸减水剂，在水灰比为0.15的条件下，可以配制出抗压强度达200MPa的超高强混凝土，聚羧酸系高性能减水剂逐渐成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点。

目前一般将聚羧酸系高性能减水剂又分为第一代聚羧酸系减水剂：甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物；第二代聚羧酸系减水剂：丙烯基醚共聚物；第三代聚羧酸系减水剂：酰胺/酰亚胺型；第四代聚酰胺-聚乙烯乙二醇。现在市场上绝大多数聚羧酸减水剂都是第一代和第二代聚羧酸系减水剂，第一代多为(甲基)丙烯酸和甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯大分子单体共聚得到的高分子化合物，第二代主要是烯丙基聚乙二醇(APEG)与其他单体聚合形成大分子共聚物。目前第三代和第四代聚羧酸高性能减水剂还多处于研制开发阶段，真正实现工业化的较少。

另外由于聚羧酸减水剂合成时若浓度过高，体系粘度会较大，自动加速现象难以控制，易导致局部分子链急剧增大，以致所合成产品减水率严重下降，因此目前在合成聚羧酸减水剂时反应物的浓度多在20％～40％之间，虽然目前市场上也有60％浓度的聚羧酸减水剂产品销售，但那也只是极少数，而80％浓度甚至更高浓度的聚羧酸减水剂的合成则未见报道。然而，随着贸易的全球化，想要占据更广更大的市场，高浓度聚羧酸系高性能减水剂的制备研究就显得很重要了，虽然现在市场上也有粉剂的聚羧酸产品在销售，但是粉剂的聚羧酸其实在合成时也是在较低浓度下进行的，只是在合成完后通过物理的办法使之干燥成为粉剂，但是在其干燥的过程中产品的分子结构将受到较为严重的破坏，最终使得产品的性能严重下降，且要制成干粉还会增加能耗，使得产品成本上升。然而若合成就是在高浓度下进行的，就能在大幅度降低合成和运输成本的同时，保证产品的分子结构不受二次处理的破坏，从而也就保留了产品优异的性能，加上功能可调的特点，这将使得高浓聚羧酸的适应面更广，在竞争中处于相当有利的地位！

中国专利公开号CN 1673162 A及CN 1673163 A分别公开了一种两性羧酸类梳形接枝共聚物混凝土超塑化剂的制备方法，但是其合成工艺较为复杂，使用的原材料不是目前市场上常用的化工合成原材料，不易进行实际生产，且其合成浓度最高只能达到40％。

中国专利公开号CN 101701050 A公开的梳形水泥分散剂的制备方法及梳形水泥分散剂在合成时也在产物分子中加入了酰胺/酰亚胺的结构，但是也同样存在用于共聚的单体较为特殊，不利于工业化的缺点，同样其最高合成浓度也只能达到60％。

中国专利公开号CN 101475339 A、CN 101475670 A、CN 1667009 A、CN 101531480 A等专利都提到了通过在共聚时加入丙烯酰胺等不饱和酰胺/酰亚胺的方法来制备带有酰胺/酰亚胺基的聚羧酸减水剂，但是常用的丙烯酰胺价格较高且毒性较大，不是很适合于减水剂的生产，而其他的不饱和酰胺/酰亚胺也存在类似的问题，且有些不饱和酰胺/酰亚胺结构特殊，市场上的供应很少，甚至一般买不到，需要跟特殊的厂家定制，这样成本就会更高，也很麻烦。

中国专利公开号CN 101665558 A公开了一种含酰胺多胺结构单元的水泥分散剂的制备方法，也提到了用酰胺化的方法自己合成带有酰胺多胺结构的单体，但是其酰胺化过程复杂，还需要加入带水剂，也不够经济适用。

中国专利公开号CN 101539352 A公开了一种两性乙烯基类聚合物减水剂的制备方法，使用的是三乙醇胺和马来酸酐和柠檬酸反应，由于三乙醇胺含有三个胺基，可能会和不止一个的马来酸酐反应，在后续共聚时就会有凝胶的危险，因此其合成浓度很难提高，专利中报道的合成浓度均没有超过30％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种酰胺/酰亚胺型高浓度聚羧酸系高性能减水剂的制备方法，通过该方法可以制备出高深度的聚羧酸减水剂，且反应过程中不使用溶剂，无毒无污染，对环境安全，所得产品性能稳定，有较好的保坍性及减水性。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：