[发明专利]保坍型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，具体步骤如下：1)聚羧酸减水剂预聚体的制备：将不饱和α‑卤代酮小单体与不饱和大单体在引发剂、还原剂和链转移剂的作用下，进行氧化‑还原自由基聚合反应得到含有α‑卤代酮的聚羧酸减水剂预聚体；2)含α‑卤代酮的聚羧酸减水剂预聚体与碱进行Favorskii重排生成羧酸/羧酸酯，并调整pH值为5～6，加水得到保坍型聚羧酸减水剂。本发明制备的保坍型聚羧酸减水剂与水泥的适应性好，且提高了水泥的分散性，在高减水的前提下又具有较高的保坍性能。

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，尤其涉及到一种保坍型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂，作为继脂肪族系、萘系和氨基磺酸盐系减水剂之后推出的新型高性能减水剂，因其具有掺量低、减水率高、分子结构可调性强以及绿色环保等优良性能，被越来越广泛地应用到高速铁路、桥梁、隧道、大坝等一系列混凝土工程中，但面对国内复杂多变的水泥及混凝土材料，聚羧酸类减水剂往往体现不出其高性能的优势。随着我国优质砂石资源减少，混凝土成分复杂性增加，在预拌混凝土工业中，新拌混凝土的坍落度损失问题一直是困扰工程施工的难题，特别是长时间的运输会导致混凝土坍落度损失过大，影响混凝土的工作性。提高混凝土的坍落度保持性能成为预拌混凝土工业面临的重要问题。然而通过选择好的原材料来解决坍损问题是比较困难的。因此，通过调整外加剂来达到保坍的目的就显得非常现实和重要。

中国专利CN102390950公开了一种缓释型聚羧酸系保坍剂及其制备方法：采用不饱和羧酸聚乙二醇单酯、不饱和聚氧化烯基醚单酯、不饱和一元羧酸及其衍生物单体和不饱和烯基磺酸及其钠盐共聚混合而成。能有效解决含泥量大的砂石材料与减水剂的相容性问题，但其反应原料多，合成工艺复杂，且效果受温度和pH的影响较大。

中国专利CN102153711A报道了一种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，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，但是此发明的马来酸酐接枝β-环糊精大单体接枝率不高，且其受温度的影响较大，不能从根本上解决不同条件下的混凝土坍落度损失问题，不利于大规模的生产与应用。

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生产工艺简单的保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其在不使用酸类及酯类小单体的情况下直接反应生成羧酸及羧酸酯基团，生产原料及工艺简单，且羧酸和羧酸酯的引入提高了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面上的吸附性能，使其在混凝土中的表面活性更好，改善了聚羧酸减水剂与水泥的适应性，提高了水泥的分散性，在高减水的前提下又提高了坍落度保持。

本发明的技术方案为：保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其具体步骤如下：

1)聚羧酸减水剂预聚体的制备：将不饱和α-卤代酮小单体与不饱和大单体在引发剂、还原剂和链转移剂的作用下，保持在30～50℃进行自由基聚合反应3～5h得到含有α-卤代酮的聚羧酸减水剂预聚体；其中所述的不饱和α-卤代酮小单体、不饱和大单体、引发剂、还原剂和链转移剂的摩尔比为1：(1.2～30)：(0.01～0.1)：(0.03～0.5)：(0.01～0.1)；

2)保坍型聚羧酸减水剂的制备方法：将含α-卤代酮的聚羧酸减水剂预聚体与碱进行Favorskii重排反应，其中聚羧酸减水剂预聚体、碱的摩尔比是1：(1.0～2.0)；再加强碱将共聚产物的pH值调整为5～6，加水得到质量浓度为5～60％的聚羧酸系减水剂。

优选步骤1)中所述的不饱和α-卤代酮小单体的通式为：

；

其中，R₁为含有2～8个碳原子的不饱和的烯基，R₂、R₃为H或含有1～4个碳原子的烷基或烷氧基。