[发明专利]一种改性羧酸系减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性羧酸系减水剂的制备方法，属于减水剂技术领域。

背景技术

混凝土减水剂是指在保持混凝土拌合物和易性一定的条件下，具有减水和增强作用的外加剂，又称为“塑化剂”，高效减水剂又称为“超塑化剂”。减水剂多属于表面活性剂，它的分子结构是由亲水基团和憎水基团组成；当水泥加水拌合形成水泥浆的过程中，水泥颗粒把一部分水包裹在颗粒之间而形成絮凝状结构，水的作用不能充分发挥；掺入减水剂后，表面活性剂在水泥颗粒表面作定向排列使水泥颗粒表面带有同种电荷，这种排斥力远远大于水泥颗粒之间的分子引力，使水泥颗粒分散，絮凝状结构中的水分释放出来，混凝土拌合用水的作用得到充分的发挥，拌合物的流动性明显提高；表面活性剂的极性基与水分子产生缔合作用，使水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒之间直接接触，起到润滑作用，改善了拌合物的流动性。

功能聚羧酸系减水剂发展较为迅速，通过改变聚羧酸分子中的主链、枝链和羧基的化学结构，聚羧酸系高效减水剂已具有保坍、控制凝结、减缩等多种功能。对聚羧酸系高效减水剂的化学结构改变的研究包括电荷密度分化、枝链长度、主链长度、主链聚合度和官能团的组成等。近几年正在研究的多功能聚羧酸系减水剂有保坍型聚羧酸减水剂、低粘度聚羧酸减水剂、抗硫酸盐干扰的聚羧酸减水剂、用于快硬水泥的聚羧酸减水剂、减缩型聚羧酸减水剂等。美国专利US20050124737A1报道了一种多功能混凝土外加剂，主要组分有马来酸酐、烯丙基醚单体、聚亚烷基二醇单烷基醚以及有机磷等。加入该外加剂使得混凝土具有优异的流动性、良好的早期强度、较低的减缩率、良好的抗冻融性以及较低的碳化速度。CN102153711B公开一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法。其内容是将烯丙基磺酸盐类单体、丙烯酸类单体、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯大单体和马来酸酐接枝β–环糊精大单体通过自由基共聚反应得到一种缓凝型聚羧酸减水剂。本发明方法的创新之处在于在聚羧酸主链上引入β–环糊精侧链，使所得的聚羧酸盐减水剂具有较好的缓凝性能、微引气性能及更好的流动性能。CN101580353B涉及一种超支化型聚羧酸盐高效减水剂及其制备方法，所述的减水剂由丙烯酸叔丁酯和甲基丙烯酸叔丁酯中的一种与甲基丙烯磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚聚合成共聚物主链，再由丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种与乙二胺缩聚成超支化聚酰胺结构接枝到主链两端而成。但是上述的聚羧酸系减水剂仍然存在着保坍效果不高的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种保坍效果好的改性羧酸系元醇减水剂。

技术方案：

一种改性聚醚多元醇减水剂的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，将丙烯酰胺5～8份、木质素磺酸钠15～30份、马来酸酐20～40份、甲基丙烯酸3～5份、衣康酸二丁酯3～6份、马来酸二丁酯3～5份、硅烷偶联剂4～6份、催化剂2～4份，加入带有水浴的反应容器中；再向反应容器中加入去离子水70～80份，然后向反应容器中通惰性气体除氧并进行搅拌反应；

第2步、向第1步得到的混合物中加入异戊烯聚氧乙烯基醚30～50份、顺丁烯二酸酐3～5份、甲基丙烯酸环己酯4～6份，丙烯酸5～10份、马来酸酐10～15份、甲基丙烯磺酸钠8～15份和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5～10份、偶氮类引发剂5～10份，然后继续通惰性气体，在搅拌下开始反应，结束后停止搅拌并且停止通惰性气体；反应结束后保温4～6小时；

第3步、用碱性溶液调节pH值为6～8，出料即得所需产物。

所述的第1步中，催化剂优选为浓硫酸或对甲苯磺酸。

所述的第1步中，硅烷偶联剂是KH-550、KH-560或者KH-570。

所述的第1步中，反应温度是80～90℃；反应时间为2～7h。

所述的第2步中，所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的一种或多种。

所述的第2步中，反应温度60～70℃，反应时间4～8小时。

所述的第3步中，碱性溶液是指氢氧化钠水溶液，质量百分比浓度为10%～60%。

所述惰性气体选自氮气、氦气。

有益效果