[发明专利]一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于减水剂领域，具体涉及一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法。

背景技术

聚羧酸系(PC)减水剂作为继萘系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后推出的新型高性能减水剂，具有减水率高、水泥颗粒分散性好、掺量低、水泥适应性好、保坍性好而不延长混凝土的凝结硬化时间、强度高、绿色环保等性能特点。目前，聚羧酸减水剂已经广泛应用于高铁、桥梁、隧道等一系列重大工程中，是21世纪最具有应用前景的水泥外加剂之一。

聚羧酸减水剂可以提高混凝土的流动性，并能减少混凝土的使用水量，具有一种能够提高混凝土的强度和耐久性等的作用。但是在实际应用中，除考虑对混凝土的减水性能之外，还要考虑在操作混凝土的现场的作业性，因此需要一种在这两者之间能达到平衡的聚羧酸减水剂。而现有聚羧酸减水剂在初期分散能力好(高减水)或保持性好(高保坍)，很难兼顾现场对混凝土的施工要求，而现有技术中多采用与其他减水剂通过两者复配来使混凝土保持这中平衡，比较烦琐，严重的影响了聚羧酸减水剂的推广应用及性能发挥。此外，在实际应用过程中，骨料中含有的粘土对PC的使用效果影响十分明显。在混凝土生产过程中，骨料中含有的粘土不可避免的混入胶凝材料体系中。随着粘土含量的增加，PC的减水率与保坍性能明显下降，甚至会使新拌混凝土完全失去流动性。PC使用效果对粘土的敏感性严重影响混凝土的泵送、浇筑和施工效果。此外，目前市面上销售的聚羧酸减水剂在复配过程中，对引气剂、消泡剂的选择性较强，不同的厂家生产的聚羧酸减水剂的聚合时使用的单体类型及工艺不尽相同，因此生产出来的聚羧酸减水剂引气性差别很大。聚羧酸本身就具有一定的引气作用，容易引入较多尺寸较大的气泡，影响混凝土的工作性能、外观质量、强度和耐久性。

因此，研究聚羧酸减水剂在较长时间内具有较好的保坍性能，保持减水率与保坍性平衡，减少聚羧酸减水剂引气的方法是必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有聚羧酸的局限性，提供一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法，以两种聚醚大单体和马来酸酐聚乙二醇酯为原料，经多元聚合，在丙烯酸、链转移剂及还原剂存在的条件下，生成聚羧酸减水剂。

混合酯醚聚羧酸减水剂的理想分子结构式：

所述的一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法，具体包括以下步骤：

(1)将聚乙二醇、马来酸酐以1:1.1～1.5的摩尔比加入反应釜中，同时将氮气以40～50L/h通入密闭反应釜30～60min，将空气排光，随后将氮气的流量调小至20～30L/h，将反应釜温度升高至58～62℃，等到物料全部融化后，搅拌均匀，制成混合溶液A；

(2)将温度稳定在50～60℃，向混合溶液A中缓慢加入为物料重量0.3～0.5％的98％浓硫酸，搅拌8～12min，温度升高至100～130℃，在该温度下保温3～6h，得到混合溶液B；

(3)保温结束，降温至48～52℃，关闭氮气，向混合溶液B中加入水，将其调成固含量为45～55％的马来酸酐聚乙二醇酯溶液；

(4)将聚醚大单体A、聚醚大单体B、马来酸酐聚乙二醇酯以1：0.2～0.6：0.1～0.3的摩尔比，置于反应釜中，即为混合聚酯醚，记重量份为100，加入水溶解，升温至30～60℃，搅拌均匀，得到混合聚酯醚溶液；

(5)加入引发剂，同时滴加丙烯酸、链转移剂、还原剂与水形成的混合溶液，滴加时间为1～3h；

(6)继续维持温度1～1.5h，对进行滴加后的混合聚酯醚溶液进行熟化，随后降至室温，加入氢氧化钠，调至pH为6.5～7.0，得到聚羧酸减水剂。

所述的聚乙二醇包括分子量为400、600、800、1000中任意一种或几种。

所述的马来酸酐聚乙二醇酯的化学结构式为：

其中，n为8～22。

所述的聚醚大单体A是甲基烯丙基聚氧乙烯醚，即HPEG，化学结构式为：

其中，m为40～66，平均分子量为1800～3000。

所述的聚醚大单体B是异戊烯醇聚氧乙烯醚，即TPEG，化学结构式为：

其中，m为40～66，平均分子量为1814～3014。

步骤(4)中所述的水的重量份为40～60。

步骤(5)中所述的引发剂及混合溶液里各组分的重量份：引发剂0.5～2，丙烯酸8～15，链转移剂0.2～1，还原剂0.1～0.4，水40～60。