[发明专利]一种低成本聚羧酸保坍剂的制备方法

说明书

本发明提供一种低成本聚羧酸保坍剂的制备方法，包括以下步骤：1)将一定比例的聚醚大单体、阴离子淀粉醚、丙烯酸和水加入到反应釜中，搅拌使其溶解；2)控制温度在50‑55℃，开始加入一定量双氧水；3)加入双氧水5min后，依次开始滴加引发剂、小单体溶液，引发剂加入后，10min内开始滴加小单体溶液，小单体溶液滴加时间为a小时，引发剂滴加时间为a+0.5小时；引发剂由一定比例的巯基乙酸、维c和水组成，小单体溶液由一定比例的丙烯酸烷基酯、丙烯酸和水组成；4)滴加结束后，向体系中投入一水次亚磷酸钠，保持温度恒定，熟化b小时，待温度低于30℃时，缓慢加入液碱，调整pH值至5.0，补水，搅拌均匀后，即得所述的一种低成本的聚羧酸保坍剂。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种低成本聚羧酸保坍剂的制备方法。

背景技术

随着工程建设的不断开展，对高性能混凝土需求越来越大。在高性能混凝土中，聚羧酸系高性能减水剂的使用非常广泛。但在实际的施工过程当中，聚羧酸减水剂的使用效果受混凝土原材料的质量差别的影响，经常出现混凝土坍落度损失较快的现象。而将聚羧酸保坍剂与普通聚羧酸减水剂复配使用，可明显改善减水剂的坍落度保持能力。

目前聚羧酸保坍剂的发展比较迅速，但仍有许多问题值得探讨。聚醚大单体作为聚羧酸保坍剂原料的主体，其价格成本亦占据聚羧酸保坍剂成本的大部分，而且随着环氧乙烷等聚醚大单体原材料供应的紧张，聚羧酸保坍剂的生产成本也随之被推高。而对于聚羧酸保坍剂未来的发展而言，降低生产成本以及绿色环保的无疑会是一个重要的发展方向。而淀粉来源非常广泛、产量大、本身无毒害、价格低廉，是一种可再生以及可生物降解的自然资源，绿色环保，非常适合作为原材料。更重要的是，天然淀粉分子链中含有疏水链，分子侧链上还含有亲水羟基，其基本结构框架很适合作为减水剂原料。而且其分子结构上的糖苷键和羟基化学性质比较活泼，因此可以通过对淀粉进行化学改性，在淀粉分子结构上引入多用作用基团。将淀粉改性处理，获得羧甲基钠盐，即羧甲基淀粉(CMS)。平均每个脱水葡萄糖单位中羟基被取代的数量表示，称为取代度(DS)表示，取代度最高为3。取代度约0.15时在冷水中能润胀，在水中溶解度随取代度增加而增加。取代度0.3时溶于碱性溶液；而在0.5～0.8时，在酸性溶液中不沉淀。羧甲基淀粉可以代替一部分聚醚大单体进行聚羧酸保坍剂的合成，具有极高的开发与应用价值。

专利CN106366258A公开了一种改性聚羧酸保坍剂母料的制备方法，具体是：1)将一定比例的聚醚大单体和水加入到反应釜中，搅拌使其溶解；2)在5-25℃下一次性加入氧化剂，加入后5min内依次开始滴加引发剂、小单体溶液；3)在小单体溶液滴加a/3小时后，一次性或以滴加方式加入AMPS溶液；5)滴加结束后，熟化1～2h，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入液碱，并补水，搅拌均匀后静置10～15h后。改发明所述制备方法工艺简单，最大程度杜绝了AMPS均聚、共聚导致堵塞管道的现象，制得的保坍剂除具备缓释保坍功能，还具备一定早强功能，与高减水率减水剂匹配应用效果好。

专利CN106496444A公开了一种醚类聚羧酸保坍剂的制备方法，包括如下步骤：1)酯化反应；2)共聚反应；3)中和反应。该发明的制备方法通过将脂肪族羟基酯与不饱和酸酐酯化的酯化产物用于聚羧酸保坍剂的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入同时带有羧基和双重酯基的分子结构，带负电的羧酸根不会影响减水剂的静电斥力效应，同时可以改善混凝土的和易性及敏感性问题。而双重酯基在水泥净浆的碱性条件下水解，缓释出更多的羧基，能够提高混凝土的保坍性能，同时该结构的聚羧酸保坍剂能够适应各种材料使用，敏感性较低。

专利CN105731856A公开了一种淀粉基混凝土减水剂的制备方法，具体是以淀粉为原料，与浓硫酸反应，干燥制得酸解淀粉后，再与马来酸酐、尿素、对氨基苯磺混合反应后，制得接枝改性淀粉，然后将该接枝改性淀粉配制成溶液，向其加入双氧水及乙二醛进行混合，调节混合溶液的pH值，反应后，即制得淀粉基混凝土减水剂。该发明制备的淀粉基混凝土减水剂与萘系或脂肪族减水剂相比，其减水效率虽然有提高，但与聚羧酸减水剂相比，其水泥适应性、混凝土拌合物的保水性以及分散性等都无法相比。