[发明专利]一种超缓释型酯醚交联类聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂，具体为一种超缓释型酯醚交联类聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

减水剂已经成为混凝土不可或缺的组分，在改善混凝土性能方面发挥着越来越重要的作用。聚羧酸减水剂作为一种新型的混凝土添加剂，不仅有很高的减水率，较高的保塑性，与水泥的适应性强，成型混凝土强度高，后期干缩小，耐腐蚀性各方面均比第一、二代减水剂好，节能环保绿色化学，这些更是其他各类减水剂无法比拟。

随着商品混凝土的发展，人们对聚羧酸系减水剂的保坍性能要求越来越高。混凝土的流动经时损失不仅直接影响到减水剂的使用效果，还大大制约了混凝土搅拌站的服务半径，以及混凝土泵送的高度和距离，给工程施工带来很多不便。为了提高市场竞争力，必须进一步提高聚羧酸系减水剂的缓慢释放作用与保持浆体流动的效果，并进一步提高保坍性。 

聚羧酸减水剂的性能取决于主链的长短、侧链的长短、分子组成、官能基团的类型和接支密度等因素。根据减水剂的分散机理，一般会认为使用含有两种不同链长的聚乙二醇大单体共聚，可以获得分散性很高的聚羧酸系减水剂，同时能较好的解决混凝土坍落度损失问题。合成同时含有酯类和醚类两种侧链的聚羧酸系减水剂，将酯类与醚类相结合，同时控制醚类侧链长度，既能减少混凝土在施工过程中的塌落度损失，又能提高减水剂在水泥颗粒上的吸附力及吸附稳定性。MPEG 1200和APEG 1200的共聚产物会由于协同效应而产生较佳的流动性，MPEG 1200与TPEG 2400的共聚能产生更优越的效果。

酯类聚羧酸减水剂合成基本上为二步法，第一步将甲氧基聚乙二醇单甲醚与（甲基）丙烯酸在高温、催化剂的作用下进行酯化反应，得到聚羧酸减水剂的大单体；第二步将上述大单体与（甲基）丙烯酸、甲基丙烯磺酸、链转移剂等在加热、引发剂的作用下进行共聚，等到酯类聚羧酸减水剂。但是所采用的原材料均比较昂贵、许多需进口，酯化周期长，同时生产工艺较为复杂，产品的质量却得不到稳定，性能相比醚类在减水方面有较大差距。醚类聚羧酸减水剂合成基本为一步法，将聚醚与（甲基）丙烯酸、引发剂、链转移剂等在一定温度环境下进行共聚得到醚类聚羧酸减水剂。生产工艺比较简单，产品减水比较高。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种超缓释型酯醚交联类聚羧酸减水剂的制备方法，该方法结合酯类与醚类减水剂合成，研发出一种由含有不同链长的大单体复合合成的，同时含有长侧链和短侧链的聚羧酸减水剂，既能有保证很好的分散性又能保证很好的保塑性，给混凝土施工过程中带来了更多的便利。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种超缓释型酯醚交联类聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）在密闭性好的反应釜内，不断搅拌下，依次投入甲氧基聚乙二醇和催化剂，所述催化剂为对甲苯磺酸、对苯二酚、吩噻嗪中一种或两种以上的混合物；然后加热到80～90℃时搅拌30min，充分溶解后缓慢加入甲基丙烯酸与甲基丙烯酸羟乙酯的混合液，并加热升温到100℃，关闭反应釜所有通气阀门，并通入惰性气体使反应釜内压力保持在0.05～0.2MPa，继续升温至125～130℃，并在此温度下保温4～8小时，反应结束得到聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，即是聚羧酸减水剂中间体；

（2）在密闭反应釜中加入甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠和水，开启搅拌并升温至75～85℃，充分溶解后，同时滴加共聚单体溶液A料和B料；A料由巯基乙酸和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯配成，3.5h滴加完成；B料由过硫酸铵和水配成，4h滴加完成；待B料滴加完成后，保温1.5h，降温至40℃时，加入20%～40%浓度的NaOH溶液中和，得到含固量为40%的超缓释型酯醚交联类聚羧酸减水剂。

各反应物占反应物总质量的质量分数在下述范围内：

甲氧基聚乙二醇                      50%～55%

甲基丙烯酸                             15%～20%

甲基丙烯酸羟乙酯                  3.5%～4.0%

甲基烯丙基聚氧乙烯醚          25%～30%

甲基丙烯磺酸钠                      1.5%～2.0%

巯基乙酸                                0.1%～0.5%

过硫酸铵                                1%～2%