[发明专利]烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土用聚羧酸系减水剂及合成方法，特别涉及一种烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂及合成方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂以其优异的性能和绿色环保的特点被称为第三代高性能减水剂，目前主要研究的产品有酯类和醚类聚羧酸减水剂。酯类聚羧酸减水剂主要以(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯类大单体为原料，产品原料价格高，此类产品虽然性能优异，但是性价比略低于萘系减水剂。醚类聚羧酸系减水剂主要原料为烯丙基聚乙二醇和马来酸酐，醚类聚羧酸系减水剂的价格相对较低，性价比有望超过萘系减水剂。但是马来酸酐的含量是有限的，主要是由于马来酸酐活性低，通常情况下只能进行共聚不能进行均聚。

中国发明专利CN 101186460A说明书中公开了以烯丙基聚乙二醇、马来酸酐、丙烯酸甲酯等为主要原料，以过硫酸铵等为引发剂，在水溶液中加热进行自由基聚合，所得产品性能较好，但是马来酸酐过量会在产品中析出。中国发明专利CN101845121A说明书中公开了以两种不同分子量的烯丙基聚乙二醇大单体、两种不同分子量的(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯大单体、马来酸酐、丙烯酸等为原料，采用氧化还原聚合体系合成聚羧酸减水剂，产品的减水性能在一定范围内与产品聚合物主链上的羧基成正比关系，但是由于马来酸的活性较低，实际反应到聚合物中的含量较少，减水效率有限，产品成本较高。中国发明专利CN101386490A说明书中公开了以APEG与不饱和二元酸马来酸(MA)、不饱和一元酸AA等进行聚合，MA只能在一定范围内提高产品的减水效果，MA的用量过多会在产品中析出，无法提高产品性能，反而会增加产品成本。

发明内容

本发明所要解决的是聚合反应中马来酸酐转化率不高，产品静置一段时间后会有马来酸盐析出等问题，提供一种烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的合成方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，原料组成及配为

(1)烯丙基醚类聚乙二醇        55-90份

(2)不饱和二元酸              0-30份

(3)马来酸酐                  7-30份

(4)丙烯酸或甲基丙烯酸        2-10份

(5)含磺酸根单体              1-5份

(6)去离子水                  100-400份

(7)引发剂                    为(1)、(2)、(3)、(4)、(5)总摩尔数的5-90％

(8)催化剂                    0.25-1.25份

其中：(1)、(2)、(3)、(4)、(5)的总量为100份。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的烯丙基醚类聚乙二醇的结构通式为：

其中R₁代表氢原子或甲基；R₂代表碳原子或羰基；R₃代表氢原子或1-3个碳原子的短链烷基；其中n为10-70之间的任一整数。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的不饱和二元酸的结构通式为：

其中M₁代表氢原子、一价金属、二价金属、铵或有机胺中的一种；R₄代表OM₁。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的含磺酸根单体为甲基丙烯磺酸钠、丙烯基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的催化剂为过渡金属盐。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的过渡金属盐为过渡元素钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌金属盐中的一种或多种。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的过渡金属盐为硫酸亚铁铵、氯化亚铁、硫酸亚铁、三氯化铁、氯化亚铜、硫酸铜、氯化锌、硫酸锌、三氯化钛种一种或多种。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂，所述的引发剂为水溶性氢过氧化物中的双氧水或特丁基过氧化氢。

上述的烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的合成方法，其合成方法具体步骤为：

a、将烯丙基醚类聚乙二醇、不饱和二元酸或不饱和二元酸酐、去离子水置于反应器中，加热溶解成均相反应体系；