[发明专利]一种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，包括如下步骤：S1、预聚体的制备：将原料不饱和腈和不饱和聚醚在引发剂，还原剂和链转移剂的作用下，共聚反应形成含有腈基的预聚体；S2、将预聚体与醇在氯化氢作用下进行pinner反应得到聚羧酸酯，用氢氧化钠溶液调pH值为6‑7，聚羧酸酯水解得到聚羧酸减水剂。不饱和腈、不饱和聚醚、引发剂、还原剂、链转移剂按摩尔比1：1.5‑4：0.005‑0.1：0.01‑0.6：0.001‑0.007。本发明在不使用酯类和羧酸类单体作为原料的情况下直接反应生成羧酸酯基团，羧酸酯的引入使得吸附减水剂后的水泥浆体分散性能更好，对骨料的包裹性增强，在一定减水率下具有高保坍性能。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种制备保坍型聚羧酸减水剂的新工艺方法。

背景技术

近年来，随着建筑类混凝土的需求量越来越大，对混凝土中必须添加的外加剂有了很高的要求，尤其是近年来高强度自密实环保混凝土的提出更推动了混凝土外加剂朝环保、高减水、高保坍、对混凝土地材适应性更好的方向发展。聚羧酸减水剂因其掺量低、减水率高、混凝土收缩率低、绿色环保等优点而被广泛应用。

市场上主流的聚醚类减水剂多为羧酸类单体和聚乙二醇烯丙基醚(或聚乙二醇异戊烯丙基醚)的二元聚合体系，有的加入甲基丙烯磺酸钠等不饱和磺酸单体形成三元共聚体系以提升其减水性能。目前制备聚羧酸减水剂的常用方法是：首先由(甲基)丙烯酸与聚乙二醇单甲醚酯化制备大单体，然后将生成的大单体与(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯磺酸钠等小分子聚合得到高分散性的减水剂。制备过程中一般都是在40-90℃甚至更高温度下进行自由基反应合成，高温加热，能耗大。该方法需要先酯化再聚合，工艺复杂，随着(甲基)丙烯酸价格的上涨成本不断提高，而且原料的分子量分布和纯度都会影响产品的性能；直接由烯丙基聚乙二醇与不饱和羧酸单体在水溶液中或溶剂中通过共聚制备，该方法合成的减水剂减水率低，保坍性能差。

发明内容

本发明的目的是针对现有聚醚类减水剂合成方法存在的工艺复杂，原料成本高，且合成的减水剂保坍性能差的技术缺陷，提供一种制备保坍型聚羧酸减水剂的新工艺方法。

本发明提供的保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、预聚体的制备：将不饱和腈、不饱和聚醚、引发剂、还原剂、链转移剂按摩尔比1：1.5-4：0.005-0.1：0.01-0.6：0.001-0.007加入反应器，升温至40-70℃进行自由基聚合反应，反应2-3h，得到预聚体；

S2、将步骤S1制得的预聚体加入到碳原子数不超过5的低级醇中，在0-10℃情况下通入氯化氢气体反应2-5h，反应结束后用质量浓度为5-10％的氢氧化钠溶液调节体系pH至6-7，得到聚羧酸减水剂。

优选的是，所述步骤S1为：将不饱和腈和不饱和聚醚加入反应容器中，搅拌，水浴加热至反应液温度40-50℃，然后加入引发剂和链转移剂，恒温搅拌反应1h，然后将反应液温度升至60-70℃，加入还原剂，控制搅拌速度500-800rpm，恒温搅拌反应1h，自然冷却，得到分子量为15000-30000g/mol的含腈基的预聚体。

优选的是，所述不饱和腈为丙烯腈或烷基丙烯腈。

优选的是，所述不饱和聚醚为异丁烯基聚乙二醇醚、异戊烯基聚乙二醇醚或烯丙基聚乙二醇醚，分子量范围在2000-6000g/mol。

优选的是，所述引发剂为过氧化氢、过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠的一种或至少两种的组合。

优选的是，所述还原剂为吊白块、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫酸亚铁、焦硫酸亚铁、次磷酸钠或L-抗坏血酸钠的一种或或至少两种的组合。

优选的是，所述链转移剂为巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇的一种。