[发明专利]一种聚羧酸系减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用聚羧酸系减水剂的技术领域，特别涉及到一种采用酰胺化反应和自由基聚合的聚羧酸系减水剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸系混凝土高性能减水剂是继以木质素为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代新型混凝土高性能减剂。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有梳形分子结构，与胶凝材料的适应性较好、掺量低、无污染、成本低、高减水、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等优点。已逐渐成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点。

随着国家大规模基础设施核电、水利、桥梁、高铁、隧道和各种大型工程的建设使得商品混凝土行业得到了跨越式发展，对混凝土的强度和性能要求的不断提高也促使了高性能混凝土外加剂的飞跃发展。虽然聚羧酸减水剂优异的减水性能和良好的坍落度保持性能己被业界广泛认可，但是高温、长距离运输时混凝土坍落度损失较大。改变拌合工艺、加水重塑、多次添加减水剂以及复配缓凝成分等方法在增加生产成本的同时对混凝土的强度和耐久性会产生严重的副作用。所以高保坍型聚羧酸减水剂目前成为研究热点。

保坍型聚羧酸类高效减水剂的研制是对传统减水剂技术的突破，分子结构层面的可设计性决定了可以开发出不同性能特点或是新型结构的具有更好性能的系列化品，满足建筑工程对混凝土外加剂的多样化要求，可以肯定它将具有广阔的发展潜力及市场前景。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种聚羧酸系减水剂的制备方法，其在高减水的前提下又提高了保坍性。

本发明的技术方案为：一种聚羧酸系减水剂的制备方法，其具体步骤如下：

1)将含有两个或两个以上羧基的不饱和多元酸小单体与至少含有一个端胺基的醇胺类有机化合物85～140℃在催化剂和阻聚剂作用下进行酰化反应3～10小时得到酰化产物；其中所述两个或两个以上羧基的不饱和多元酸小单体、端胺基醇胺类有机化合物、阻聚剂和催化剂的摩尔比为1：(1～4)：(0.01～0.1)：(0.05～0.1)；

2)将步骤1)制得的酰化产物同不饱和羟基酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和聚醚大单体或不饱和酯类大单体在引发剂和链转移剂共同作用，保持在35～80℃的温度下进行3～5小时水相自由基聚合反应即得到共聚产物；用碱液将上述共聚产物的pH值调整为6～7，加水得到5～60wt％浓度的聚羧酸系减水剂；其中所述酰化产物、不饱和羟基酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和聚醚大单体或不饱和酯类大单体、引发剂和链转移剂的质量比为1：(0.1～4)：(0.1～3)：(12～30)：(0.03～0.5)：(0.01～0.1)。

优选步骤1)中所述的催化剂为路易斯酸或质子酸；所述的阻聚剂为对苯醌、对苯二酚、对羟基苯甲醚、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚或2,5-二叔丁基对苯二酚的一种或两种以上组合。更优选所述步骤1)中所述的催化剂为无水二氯化锌、磷酸、浓硫酸、多聚磷酸或三氟化硼的一种或两种以上组合。

优选步骤1)中所述的含有两个或两个以上羧基的不饱和多元酸小单体用通式：R₁(COOH)_x表示，其中R₁为3～10个碳原子的不饱和烯烃基，x为2～6的整数；所述的端胺基的醇胺类有机化合物用通式：HOR₂(NH₂)_y表示，其中R₂为2～6个碳原子的烷基、苯基或者烷氧基，y为1～2的整数。

更优选步骤1)中所述的含有两个或两个以上羧基的不饱和多元酸小单体为乌头酸、马来酸、衣康酸、二甲基马来酸、2,2-二甲基-琥珀酸、烯丙基琥珀酸、2-丁烯-1-基琥珀酸或1,2,3,4-环戊烯四羧酸的一种或两种以上组合；所述的端胺基的醇胺类有机化合物为二甘醇胺、一乙醇胺、一丙醇胺、一异丙醇胺、二羟基对苯二胺、异丁醇胺或丁基乙醇胺的一种或两种以上组合。