[发明专利]一种双酯型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双酯型聚羧酸减水剂及其制备方法，本发明采用一种新的二酯，即顺丁烯二酸二酯，来替换传统的丙烯酸酯类并引入聚羧酸中，从而获得双酯型聚羧酸减水剂，该双酯型聚羧酸减水剂在混凝土水化过程中首先水解为单酯，单酯再继续水解，使得混凝土坍落度的保持能力增强，并在两个小时内的坍落度损失较小，显著提高混凝土的施工性能，且成本低，工艺控制简单，易于实现工业化生产，双酯型聚羧酸减水剂的结构式如下：其中，P₁为‑H或‑CH₃，P₂为‑H或‑CH₃，R为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或二乙二醇单甲醚基，a、b、c、m、n均为整数，m为0～8，n为1～15，a为1～100，b为1～100，c为1～100。

技术领域

本发明属于减水剂制备技术领域，具体涉及一种双酯型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

经多年开采，砂石资源正在迅速减少，且我国近年来环境保护及生态意识得到加强，为了保护江堤河坝，保护生态平衡，各地政府加大了河流限量，严格控制开采力度，导致砂石材料成为稀缺资源，砂石材料的品质也越来越差，同时，对混凝土施工性能的要求却越来越高，具体为，预拌混凝土在两个小时内的坍落度损失较小，甚至不损失，部分情况下要求3～4小时内的坍落度损失较小，这就必然需要添加外加剂来改善混凝土的施工性能。

外加剂常用的主要是萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂和脂肪族高效减水剂，其中，萘系等传统高效混凝土由于技术性能的局限性，越来越无法满足工程需要，而聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高、坍落度损失小、水泥适应性好、分子结构可调性强、绿色环保等优越性能而成为混凝土外加剂的核心成分。经过近10年的技术发展，外加剂企业持续努力，基本在全国范围内完成了聚羧酸替代萘系的大换代，这是个里程碑式的进步，是整个建材行业在施工技术上的大跨步。

目前的聚羧酸减水剂主要采用丙烯酸酯类引入聚羧酸主链结构中，利用酯类初期吸附速度慢，在碱性环境下能够逐步水解释放小分子单体，起到提高后期浆体流动度的作用。但是，这类聚羧酸减水剂仍然无法满足上述提到的，对预拌混凝土在两个小时内的坍落度损失较小的要求，并且，还存在以下几个问题：1、丙烯酸酯类大多不溶于水，导致能够选择的均相聚合的单体受限；2、丙烯酸酯类活性高容易被光、热等引发自聚导致安全隐患；3、丙烯酸酯类价格较高，成本增加；4、往往单种丙烯酸酯类无法满足施工需求，有时会使用2种及以上酯类，导致工艺控制复杂化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双酯型聚羧酸减水剂及其制备方法，该双酯型聚羧酸减水剂可保证预拌混凝土在两个小时内的坍落度损失较小，满足目前对混凝土施工性能的要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种双酯型聚羧酸减水剂，其结构通式如下：

其中，P₁为-H或-CH₃，P₂为-H或-CH₃，R为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或二乙二醇单甲醚基，a、b、c、m、n均为整数，m为0～8，n为1～15，a为1～100，b为1～100，c为1～100。

该双酯型聚羧酸减水剂的分子量为40000～100000。

一种双酯型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取原料：异戊烯醇基聚氧乙烯醚100份、顺丁烯二酸二酯8～30份、共聚小单体7.5～14.5份、还原剂0.25～1份、链转移剂0.17～1份、引发剂0.6～3.5份、水106～180份；其中，顺丁烯二酸二酯的结构式如下：

其中，R为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或二乙二醇单甲醚基，m和n均为整数，且m为0～8，n为1～15。