[发明专利]一种含氟减缩型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含氟减缩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：将含羰基不饱和单体、不饱和酸类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羰基的聚羧酸减水剂预聚体；2)含氟减缩型聚羧酸减水剂的制备：含羰基的聚羧酸减水剂预聚体与Prakash试剂(TMSCF₃)进行亲核取代反应得到含氟减缩型聚羧酸减水剂。本发明制备的含氟减缩型聚羧酸减水剂能显著降低表面张力，提高水泥的分散性，在高减水的前提下又具有高的减缩性能，与水泥的适应性好，且用于混凝土时具有较低的含气量，有效增加混凝土的体积稳定性，减小收缩开裂，提高混凝土结构的耐久性和服役寿命。

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，特别涉及到一种减缩型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

混凝土因收缩而引起的开裂会导致混凝土的强度和耐久性大打折扣，从而进一步缩短混凝土的使用寿命。混凝土尤其是高性能混凝土的收缩开裂问题已经引起了工程界的高度重视，聚羧酸减水剂虽在一定程度上降低了混凝土的收缩，但仍难以满足工程的需求，同时聚羧酸减水剂高的含气量也严重影响了混凝土的强度，因此减小混凝土的收缩和降低聚羧酸减水剂的含气量是目前急需解决的问题。

目前，人们主要通过以下几种措施来控制或减小混凝土早期收缩开裂：(1)通过综合优化配合比来降低收缩；(2)掺用减缩剂、纤维或膨胀剂来改善混凝土的塑性收缩抗裂性能或补偿混凝土的塑性收缩；(3)通过喷涂表面养护剂或早期湿养护来降低混凝土表面水份蒸发速率从而降低塑性收缩。目前国内研究合成的减缩剂主要成分是甲醚基聚合物与乙二醇系聚合物。这些减缩剂的使用虽在一定程度上降低了混凝土的收缩，但工程成本大大增加，且合成工艺复杂。因此研制出一种具有减缩功能的聚羧酸系减水剂对改善混凝土材料和结构的体积稳定性，防治开裂，进而提高混凝土材料和结构的耐久性具有重要的意义。

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减缩型聚羧酸减水剂的制备方法，其引入减缩基团氟，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减缩能力。

本发明的技术方案为：一种含氟减缩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：将含羰基不饱和单体、不饱和酸类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30～80℃进行自由基聚合反应3～5h得到含羰基的聚羧酸减水剂预聚体；其中所述的不饱和大单体、含羰基不饱和单体、不饱和酸类单体、引发剂、还原剂和链转移剂的摩尔比为1：0.1～5：2～5：0.01～0.1：0.03～0.5：0.01～0.1；

2)含氟减缩型聚羧酸减水剂的制备：将含羰基的聚羧酸减水剂预聚体脱水干燥，常温下再与Prakash试剂(TMSCF₃)进行亲核取代反应10～60min，反应完成后用碱液调整pH值为5～6，加水得到质量浓度为5～60％的高减缩型聚羧酸系减水剂，其中含羰基聚羧酸减水剂预聚体与Prakash试剂(TMSCF₃)的摩尔比是1：(0.01～5)。

2.本发明方法中，步骤1)中所述的含羰基不饱和单体为：2-酮-3-丁烯、3-甲基-3-丁烯-2-酮、3-丁烯-2-酮、丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上组合。