[发明专利]一种低水化热抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种低水化热抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)酰化酯化反应；(2)单体共混；(3)共聚反应；(4)中和反应。本发明的制备方法制得的减水剂分子中含有酯基、苯基和磷酸基团，应用于混凝土中，酯基在混凝土的碱性条件下水解，逐渐释放出具有减水功能的羧基和具有降低水化热的羟基苯基磷酸基团，能够有效的降低混凝土水化热，延长散热时间，从而在一定程度上能有效防止混凝土开裂问题，能提高混凝土的耐久性。同时由于聚醚侧链与主链是通过酯键连接的，能在混凝土表面形成一层水膜，减少混凝土表面失水过快，有效降低混凝土的收缩，有利于减少混凝土的开裂。

技术领域

本发明属于建筑外加剂技术领域，具体涉及一种低水化热抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

从19世纪20年代波特兰水泥问世以来，混凝土材料以它的实用性和低廉的造价而成为土建工程中不可缺少的材料，广泛用于桥梁、大坝、高速公路、工业与民用建筑等结构中。聚羧酸减水剂作为新型的高性能减水剂，具有掺量低、减水率高、坍落度保持性好、收缩率小、与水泥和掺合料适应性相对较好、增强效果明显等一系列突出的性能，目前已广泛应用于各项工程领域中。

随着混凝土工程项目建设的加快，我国对于混凝土的耐久性以及表观要求日渐提高.造成混凝土裂缝的主要影响因素有冻融作用、侵蚀性化学物质的腐蚀、钢筋锈蚀、温度应力裂缝和碱-骨料反应。为了解决混凝土耐久性问题，我们国家也花费了巨大的财力物力，研究开发出一种具有抗裂效果与降低水化热双重性质的聚羧酸减水剂，对改善混凝土耐久性是非常有意义和价值的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低水化热抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种低水化热抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)酰化酯化反应：将不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、醇胺、分子量为400～5000的聚乙二醇单甲醚、化合物A和阻聚剂混合，在氮气保护下，升温至63～86℃，再加入催化剂，保温反应0.5～3.5h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到酰化酯化产物和未反应的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐的第一混合物，不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、醇胺、聚乙二醇单甲醚、化合物A的摩尔比为5～20∶0.2～1.2∶0.2～1.2∶0.5～2，催化剂的用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、醇胺、聚乙二醇单甲醚、化合物A总质量的0.2～4.3％，阻聚剂用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、醇胺、聚乙二醇单甲醚、化合物A总质量的0.1～3.2％；上述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，上述醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种，上述化合物A为(2-羟基苯基)磷酸、(3-羟基苯基)磷酸、(4-羟基苯基)磷酸、(2-羟甲基苯基)磷酸、(3-羟甲基苯基)磷酸、(4-羟甲基苯基)磷酸、(2-羟基苯甲基)磷酸、(3-羟基苯甲基)磷酸、(4-羟基苯甲基)磷酸、(2-羟甲基苯甲基)磷酸、(3-羟甲基苯甲基)磷酸、(4-羟甲基苯甲基)磷酸中的至少一种，上述催化剂为高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸中的至少一种；

(2)单体共混：将步骤(1)制得的第一混合物、不饱和磺酸盐以180～220∶1～7的质量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液，上述不饱和磺酸盐为烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一种；

(3)共聚反应：将上述共聚单体混合物溶液、引发剂水溶液及分子量调节剂水溶液滴入水中进行反应，反应温度为10～62℃，滴加时间为0.2～6.5h，滴加完毕后保温0～3.5h，得共聚产物；该步骤和步骤(2)所用水的总量使得该共聚产物的质量浓度为20～80％，引发剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.5～3.5％，分子量调节剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.2～3.0％；