專利名稱：一種改性醚類聚羧酸減水劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性醚類聚羧酸減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚羧酸高性能減水劑是繼萘系之后的第三代高性能減水劑，由含有羧基的不飽和單體和其他單體共聚而成，它的結(jié)構(gòu)目前主要指20世紀(jì)80年代后發(fā)展起來的由帶有羧酸基團(tuán)的主鏈和聚醚側(cè)鏈而構(gòu)成梳形分子結(jié)構(gòu)，具有摻量低、保坍性能好、混凝土收縮率低、 分子結(jié)構(gòu)上可調(diào)性強、高性能化的潛力大、生產(chǎn)過程中不使用甲醛等突出優(yōu)點，是高性能混凝土外加劑的發(fā)展方向和世界性的研究熱點。目前，這類新型的高性能混凝土外加劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國一些大型橋梁、高鐵、 水利和隧道工程。另一方面，由于目前萘系減水劑的主要原材料工業(yè)萘缺乏，價格上漲，導(dǎo)致生產(chǎn)萘系減水劑的成本加大，其價格在波動中逐年升高，不再低廉，許多萘系生產(chǎn)和復(fù)配廠家已經(jīng)在漸漸轉(zhuǎn)做聚羧酸減水劑，加上生產(chǎn)萘系減水劑會用到大量具有污染性的甲醛， 而生產(chǎn)聚羧酸減水劑屬清潔化生產(chǎn)，無三廢排出，符合正在實施的環(huán)保、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展國策，毫無疑問，聚羧酸減水劑是將來減水劑市場的發(fā)展方向。制備聚羧酸減水劑的常用方法是1、首先由甲基丙烯酸與聚乙二醇酯化制備大單體，然后將生成的大單體與甲基丙烯酸及其它單體聚合，從而獲得酯類聚羧酸減水劑。該方法需要先合成大單體，再聚合，制備工藝復(fù)雜，且成本較高，不利于在占市場80 %以上的中低強度等級混凝土中推廣應(yīng)用；2、由烯丙基聚氧乙烯醚與丙烯酸、馬來酸酐等不飽和單體在水溶液中通過自由基共聚方法制備聚羧酸減水劑，該方法存在聚合物的分子量分布較寬，分子量難以控制的缺點，且由于烯丙基聚氧乙烯醚活性較低，拌制的混凝土減水率較低，坍落度損失較大。目前，國內(nèi)外市場上聚羧酸類產(chǎn)品的主要區(qū)別也就在于①主鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)及長度； ②側(cè)鏈種類、長度及接枝密度；③離子基團(tuán)含量；④分子量大小及分布等幾個方面。由此可見，聚羧酸分子結(jié)構(gòu)上自由度大，制造技術(shù)上可控制的參數(shù)多，高性能化的潛力非常大。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種分子量可控、適應(yīng)性強、減水率高、且坍落度經(jīng)時損失小的改性醚類聚羧酸減水劑。本發(fā)明的另一目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明所述的改性醚類聚羧酸減水劑，是由以下單體按以下配比進(jìn)行水溶液共聚而成單體A 甲基烯丙基聚氧乙烯醚(改性聚醚，TPEG)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. 一種改性醚類聚羧酸減水劑，其特征在于由以下單體按以下配比進(jìn)行自由基引發(fā)共聚而成單體A 甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下單體A占單體總質(zhì)量50 % 95 % ；單體B 丙烯酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下H2C^C-H單體B占單體總質(zhì)量4% 40% ；單體C 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下單體C占單體總質(zhì)量的 10% ；上述三種單體比例的總和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性醚類聚羧酸減水劑，其特征在于所述單體A平均分子量為1000 2400之間。
3.一種改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于其包括如下步驟(1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚單體加入反應(yīng)容器中，升溫到30 50°C時，加入去離子水使其溶解；(2)一邊攪拌升溫一邊用氮氣吹掃反應(yīng)容器，當(dāng)升溫至50 90°C，一邊滴加引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的混合水溶液，一邊滴加丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合水溶液， 保持溫度不變，在2 6小時內(nèi)滴完；(3)滴加完畢后，保溫1 3小時，降溫到25 50°C，加入堿調(diào)節(jié)pH值為5.0 7. 5， 得到改性醚類聚羧酸高性能減水劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟1)中甲基烯丙基聚氧乙烯醚配成水溶液的質(zhì)量百分比濃度為50 80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟2)中總單體混合水溶液的質(zhì)量百分比濃度為45 75%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為過硫酸鹽類引發(fā)劑，包括過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的任一種或兩種或多種的混合物；所述過硫酸鹽的用量占所用單體總重量的0.5% 10%，過硫酸鹽配制成質(zhì)量百分比濃度為1 15%的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述鏈轉(zhuǎn)移劑是選自巰基丙酸、巰基乙酸中的一種或一種以上；所述鏈轉(zhuǎn)移劑的用量占所用單體總重量的0. 1 5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟3)中調(diào)節(jié)PH值用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，可為固體片堿或液堿溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性醚類聚羧酸減水劑，它是由50％～95％的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、4％～40％的丙烯酸和1％～10％AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)三種單體進(jìn)行自由基引發(fā)共聚而成。本發(fā)明的改性醚類聚羧酸減水劑，由于引入了甲基烯丙基聚氧乙烯醚單體，合成的減水劑產(chǎn)品相比醚類聚羧酸減水劑具有更高的減水率和保坍性能，且引入的AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)也進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的減水率，配制的混凝土具有低摻量、高流動性、低坍落度經(jīng)時損失、良好的和易性和充分的早期強度，并使得產(chǎn)品對不同來源原材料的適應(yīng)能力大大提高。
文檔編號C08F220/58GK102358768SQ20111020746
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者徐海軍, 祝雯, 鐘開紅 申請人:廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司