[发明专利]一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，其包括以下步骤：S1：向第一反应容器中加入单糖和磷酸化试剂，经过磷酸化反应，以制得单糖磷酸酯；S2：继续向第一反应器中加入不饱和酸酐，制得不饱和单糖磷酸酯；S3：平行配制溶液A和溶液B；S4：向第二反应容器中加入不饱和单糖磷酸酯、不饱和聚醚大单体、引发剂、去离子水，向第二反应容器中匀速滴加溶液A和溶液B，得到缓凝型聚羧酸减水剂。本发明在聚羧酸减水剂分子结构中接枝单糖磷酸酯，大大增强了减水剂分子在水泥颗粒表明的吸附能力，进而增大了聚羧酸减水剂的减水率，提高了保坍缓凝效果和抗硫酸盐性能，且本发明绿色环保、价格低廉，整个工艺反应条件温和，十分适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，具体涉及一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

随着我国大规模的基础设施建设以及快速的城市化进程，混凝土行业迎来了飞速发展。聚羧酸减水剂作为一种新型高效减水剂，有着掺量低、减水率高、坍落度损失小、绿色环保等优点，已被广泛应用各类混凝土中。聚羧酸减水剂已成为混凝土技术发展的重要推动力之一。随着现代建筑技术的发展，一些高精尖端工程如：超高速铁路、大型跨海大桥以及超高层建筑的施工对混凝土的凝结时间及坍落度保持能力提出了更高的要求。同时由于现代城市交通的日益恶化，预拌混凝土的运输时间大幅延长，特别是夏季高温天气，混凝土的异常凝结及坍落度损失过快时有发生。这些都对减水剂的缓凝及保坍能力提出了更高的要求。

目前改善减水剂的缓凝性能主要是在聚羧酸减水剂中复配一些糖类缓凝组分，但通过复配手段往往会出现缓凝剂与聚羧酸不相容、复配效果不稳定等问题。聚羧酸减水剂由于分子结构可设计性强，对其的分子结构进行设计正成为解决上述问题的新手段。CN102241489A公开了一种超缓凝型聚羧酸系减水剂的合成方法，将具有缓凝作用的木质素磺酸钠、蔗糖脂肪酸酯与烯丙基聚乙二醇、丙烯酸甲酯等减水剂单体在过硫酸铵的作用下直接聚合，由于缓凝组分木质素磺酸钠、蔗糖脂肪酸酯基本无聚合活性，其本质仍相当于复配。CN102153711A公开了一种主链为糊精分子并含有磺酸基团，侧链为聚丙烯酰胺的缓凝型减水剂，由于糊精分子主链不如聚羧酸分子主链结构规整，其减水率仍然不如聚羧酸系减水剂。CN103554496A公开了一种聚天冬氨酸侧链的缓凝型减水剂，CN107286288A公开了一种采用原子转移自由基聚合(ATRP)制备缓凝型聚羧酸减水剂的方法，但上述方法仍存在成本过高，反应过程复杂等问题，不利于大规模推广应用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中存在的上述技术缺陷，并提供一种适于大规模工业化生产的缓凝型聚羧酸减水剂的制备工艺。

一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：向第一反应容器中加入一定量的单糖和磷酸化试剂，在150～170℃下进行5～7小时磷酸化反应，以制得单糖磷酸酯；

S2：降温至80～90℃后，继续向所述第一反应容器中加入不饱和羧酸酐，在80～90℃下进行3～4小时酯化反应，以制得不饱和单糖磷酸酯；

S3：平行配制溶液A和溶液B，所述溶液A为羧酸单体与去离子水混合制得，所述溶液B为链转移剂、还原剂、去离子水混合制得；

S4：向第二反应容器中加入所述不饱和单糖磷酸酯、不饱和聚醚大单体、引发剂和去离子水，在40～60℃下，向所述第二反应容器中匀速滴加所述溶液A和所述溶液B，滴加时间2～4小时，保温1～2小时，然后降温加碱中和，得到所述缓凝型聚羧酸减水剂；

其中，所述单糖为含有5～6个碳原子的单醛糖，

当采用5碳单糖时，所述单糖与所述磷酸化试剂中磷元素的摩尔比不大于3，

当采用6碳单糖时，所述单糖与所述磷酸化试剂中磷元素的摩尔比不大于4。

优选地，所述5碳单糖为核糖、阿拉伯糖、木糖中的一种或几种；所述6碳单糖为葡糖糖、甘露糖、半乳糖、古罗糖中的一种或几种。