[发明专利]一种常温早强型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种常温早强型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

混凝土作为常用的建筑基材，随着其技术的飞速发展和不断完善，在各个领域均得到广泛的应用。随之而来的是对混凝土性能的要求的不断提高。和易性能优良、泵送施工方便，超早强、高强度、高耐久性等性能受到广泛关注。早强、超早强混凝土在预应力高强管柱、桥梁、公路、港口及其维修和加固中具有广泛的市场应用前景。传统的混凝土设计中，一般通过降低水胶比、提高水泥的强度等级、增加胶材用量和改善砂石料的质量等来提高混凝土的强度。但是无论从资源保护还是节能减排来说，这些方法均没有可持续发展性，所以需要发展新技术来实现早强功能。

高性能聚羧酸系减水剂掺量低、减水率高、与水泥适应性好、坍落度损失小、所配制混凝土耐久性能优异，很大程度上提高了混凝土的性能，极大促进了混凝土技术的不断发展。但在另一方面，其显著延缓了水泥的水化、影响混凝土早期强度的发展，在冬季工程和寒冷环境中使用受到限制。在预制构件中，缓凝作用加长生产周期，延长了养护时间，提高了养护耗能，大大提高了生产成本，降低了生产效率。因此，需研究和开发具有更高早期强度的聚羧酸系高性能减水剂。这不仅有利于研究开发功能性聚羧酸系减水剂，且对聚羧酸系减水剂的推广和应用均有重大的实践意义和理论意义。

目前国内可查到的早强型聚羧酸系减水剂的合成专利均采用高温合成工艺，有些专利需要先酯化，再聚合。而且大部分还需要复配有机或无机类小分子早强组分。在专利CN102432776A中公开了一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，该专利将含有不饱和双键的改性聚氧化烯基醚、(甲基)丙烯酸、不饱和的磺酸盐、丙烯酰胺四种单体在分子量调节剂存在的条件下，通过自由基引发进行水溶液共聚而成。该方法需要在50～70℃的高温下聚合，且需要采用改性的聚氧化烯基醚，限制了该方法的推广。在专利CN103396028A中公开了一种高早强型聚羧酸减水剂的制备方法，由甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸、丙烯酸酯化醇胺等单体在分子量链引发剂、链转移剂的作用下进行聚合而成。该方法需要在100～140℃下进行酯化反应，在65～80℃下进行聚合反应，采用高温两步法生产，生产工艺复杂，不适合工业化生产的大范围推广。在专利CN103450408A中公开了一种醚类早强型聚羧酸减水剂的制备方法，由不饱和酯、二乙醇单异丙醇胺，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸和甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚等作为主要化学合成原料，在催化剂、引发剂、链转移剂等的作用下，于一定条件下经酰胺化和共聚过程制备而成，该方法需要在70～100℃下进行酰胺化反应，在50～70℃下进行共聚反应，聚合工艺复杂，生产周期长，不适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术存在的缺陷，提供一种减水率高、早强效果好，适用于常温早强型聚羧酸减水剂工业化生产的生产方法，本生产方法工艺简单，生产成本低。

为实现上述发明，本发明采用如下技术方案：

一种常温早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：其由甲基烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺三种水溶性单体在常温下，优选甲基丙烯磺酸钠作为链转移剂，采用单罐分段滴加法，利用“过氧化氢-维生素C”氧化还原引发体系共聚而成，所述三种单体的质量百分比为：单体甲基烯基聚氧乙烯醚80～90％、单体丙烯酸6～13％，单体丙烯酰胺4～7％。

所述的常温早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将甲基烯基聚氧乙烯醚加入到反应釜中，再加入一定量的软化水，搅拌均匀，所述软化水的加入量为上述单体质量的(90～100)％；

(2)将浓度为(20～50)％的过氧化氢的水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀，反应釜内温度为10～30℃，过氧化氢水溶液的加入量为甲基烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸和丙烯酰胺三种单体总质量的(0.5～1.7)％；

(3)在浓度为(10～15)％的丙烯酸和丙烯酰胺两种单体的水溶液中加入维生素C和甲基丙烯磺酸钠，搅拌均匀，构成滴加溶液，采用单罐分段滴加法，将滴加溶液滴加到反应釜中，不断搅拌，要求滴加溶液的滴加时间控制在3～3.2h，前1h滴加一半质量的滴加溶液，剩余时间滴加另一半质量的滴加溶液，滴加溶液滴加完毕后继续保温1h左右，甲基丙烯磺酸钠的加入量为甲基烯基聚氧乙烯醚质量的(1.5～2.2)％、维生素C的加入量为甲基烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸和丙烯酰胺三种单体总质量的(0.10～0.25)％；

(4)调节产物的pH值为6～7，即可获得目标产物。