[发明专利]一种丙烯酸酯类聚合物接枝共聚脂肪酸乙烯酯制备聚羧酸减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用聚羧酸减水剂的技术领域，特别涉及到一种采用丙烯酸酯类单体先自聚再和脂肪酸乙烯酯发生接枝共聚合，最后经过醇解和水解成为梳状结构的聚羧酸减水剂的具体制备方法。

背景技术

近年来，随着建筑工业的飞速发展，混凝土和水泥的用量不断增加，水泥外加剂已成为建筑工业中必不可少的重要组分之一，聚羧酸类聚羧酸减水剂的出现，解决了上一代木质素磺酸盐系普通减水剂减水率低和缓凝的问题，弥补了萘系减水剂污染环境和塌落度损失快的缺点，由于其减水率高、保坍性能好，强度增长快，适配性强等优点，成为了混凝土外加剂研究开发的热点。然而合成聚羧酸减水剂的重要大单体——聚氧乙烯醚，其主要原料是环氧乙烷和环氧丙烷，一旦将来原料断供，将会直接影响到减水剂产业的生产，所以我们必须找到能够替代环氧乙烷和环氧丙烷的新原料，减少减水剂产业对环氧乙烷和环氧丙烷的依赖，丰富聚羧酸类减水剂的合成手段。

随着高分子学科领域中分子结构设计方法的逐渐兴起，为我们合成理想结构的聚合物分子结构提供了理论基础。我们设计的这种聚羧酸减水剂采用更加廉价和更加多样的原料，合成产物具有类似于聚羧酸减水剂的梳型结构，保证其具有良好的锚固吸附力和空间位阻效应。该聚合物不仅具有传统梳型聚羧酸减水剂的各种性能，同时还具有廉价、不依赖环氧乙/丙烷、原料多样化的优势，有着很广阔的应用价值。

专利CN1712381(公开日：2005年12月28日)报道了一种聚醚接枝聚羧酸型混凝土减水剂的制备方法。该专利是以不破坏酸酐基团的磺化试剂将苯乙烯马来酸酐共聚物磺化得到磺化苯乙烯马来酸酐共聚物，再将其与聚乙二醇混合反应，溶于水得到聚醚接枝聚羧酸型混凝土减水剂。该发明具有工艺合理、操作简单、反应条件温和等优点，但是该发明方法的原料一个重要组成是醚，原料品种比较单一，一旦原料供应受到限制，将会很大程度上影响减水剂的生产。

专利CN1288870(公开日：2001年3月28日)报道了羧酸类接枝型聚羧酸减水剂及其合成方法。该专利提供了两种羧酸类减水剂的合成方法，一是以聚氧乙烯与马来酸酐酯化反应后再与丙烯酸丙烯酸酯类单体聚合成含聚乙氧基侧基的聚羧酸。二是在氧化还原体系中以含有侧基的不饱和烯类单体聚合成含羧基、羟基、磺酸基多官能团的共聚物。该发明具有产品性能良好、原料易得，具有良好的产业化前景等优点。但是该发明的第一种方法中的原料聚氧乙烯同样受着原料的制约，而第二种方法中合成的减水剂的侧链很短，空间位阻效应会比长侧链的减水剂要差，对水泥颗粒起到的分散作用会较差。

专利CN103483504A(公开日2014年1月1日)报道了两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法。该专利是以将甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、水加入到反应器中，在40℃～60℃下搅拌混合溶解后，再加入丙烯酸等、加入巯基乙酸,升温至75℃～85℃，在70～90分钟的时间内滴加入过硫酸铵水溶液，再在75℃～85℃下保温2～3小时进行聚合反应，然后将反应后物料降温至室温，用质量百分比浓度30％的氢氧化钠水溶液中和至ph＝6.8～7.2，即制得聚羧酸减水剂。该发明采用大单体等进行组合共聚，合成聚羧酸的聚羧酸减水剂，有利于现有聚羧酸减水剂产品的减水与保坍之间的平衡及性能调整。但是该发明的重要组成之一的醚也会受到原料的制约，会影响到产品的生产应用。

多数专利中描述的减水剂都已经具备良好的流动性、分散性等工作性能。然而，上述制备方法中均有一定程度的不足之处，合成减水剂所用大单体均需要环氧乙烷或环氧丙烷制得，原料品种太过单一，一旦环氧乙烷和环氧丙烷断供，现有的聚羧酸减水剂的生产势必会受到一定程度上的制约，进而波及到混凝土行业中，损失难以估量。所以，这就要求尽快的找到环氧乙烷和环氧丙烷的替代品，丰富原料的多样化，并能起到它们在减水剂结构中的作用和机理，保持其优异性能，同时还能保证快捷的工艺操作和低廉的制备成本，易于工业化生产，有关这方面工作国内外未见报道。

发明内容