CN103665274A

CN103665274A - 一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法

Info

Publication number: CN103665274A
Application number: CN201310637969.5A
Authority: CN
Inventors: 龙小柱; 李海洋; 袁刚; 龙钰; 王利军; 唐动成
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-03-26

Abstract

一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，涉及一种混凝土减水剂的制备方法，首先，将甲基丙烯酸、葡萄糖、聚乙二醇、阻聚剂及溶剂置于三口烧瓶中，加入催化剂进行酯化反应；其次，加入苯乙烯和引发剂，控温80℃(进行聚合反应)；最后，用一定量自制的磺化剂对上步所得产物在80℃下进行磺化，并通过碱洗、醇洗得最终产品。本发明所得产品减水效果较好，工艺相对简单，能耗低。

Description

一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种减水剂的制备方法，特别是涉及一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法。

背景技术

高性能混凝土（HPC）在1990年由美国正式提出后，立即受到全世界的注意。目前，对高性能混凝土提出的要求已不仅仅是高强，还包括其耐久性，并具备优良的施工性能。而在制备高性能混凝土时，除了对水泥、骨料有较高的要求之外，其高性能减水剂是必不可少的。

减水剂是目前研究和使用最广泛的一种混凝土外加剂，外加剂已成为混凝土除水泥、砂、石、水以外的第五种组成部分。第一代减水剂是以木钙为代表的；第二代是以萘系为代表的；第三代是以聚羧酸类为代表的。但由于原料成本，环境污染等问题，第一代第二代减水剂的应用前景不是很好，聚羧酸类减水剂以其多种优势，在市场上的前景相当广阔。

由于不同官能团，如羟基、羧基、聚氧乙烯基、磺酸基，对混凝土具有不同的作用。因此，聚羧酸类减水剂的分子结构设计有很好的发展空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，该方法将甲基丙烯酸、葡萄糖、聚乙二醇、阻聚剂及溶剂加入催化剂进行酯化反应，进行磺化、碱洗、醇洗得到产品，所得产品减水效果较好，工艺简单、能耗低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述方法的制备步骤为：

a）葡萄糖和聚乙二醇与甲基丙烯酸在催化剂和阻聚剂的条件下进行酯化反应；

b）将苯乙烯加入到步骤1）所得产物中，在引发剂的作用下，进行聚合反应；

c）用一定量自制的磺化剂对聚合产物进行磺化；

d）碱洗、醇洗所得产物，最终得到所要的接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂；

其中聚乙二醇与葡萄糖的最佳摩尔比为3：1；引发剂为过硫酸铵，其用量为单体总质量的1.0%；n（甲基丙烯酸）：n（葡萄糖与聚乙二醇的混合物）= 1.2:1；催化剂为对甲苯磺酸，其用量为单体总质量的3.0%；阻聚剂为对苯二酚，其用量为单体总量的1.0%。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述所述步骤b）和步骤c）采用“先磺化，后聚合”或“先聚合，后磺化”的方法。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述步骤b）中聚合温度为80℃，步骤c）中磺化温度为80℃。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述步骤c）中的溶剂为环己烷，且溶剂可回收利用。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述步骤b）中聚合时间为3h，步骤c）中磺化时间为3.5h。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述步骤b）中苯乙烯与酯化物中甲基丙烯酸的摩尔比为1.2:1。

所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，所述步骤c）中自制的磺化剂即发烟硫酸蒸出的三氧化硫溶于二氯乙烷的溶液。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。

本发明主要针对混凝土的水灰比、耐久性及其坍落度等方面，设计了一种高性能的接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂。首先由甲基丙烯酸与葡萄糖、聚乙二醇在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化，然后在引发剂的作用下加入苯乙烯进行聚合反应，最后用自制的磺化剂磺化聚合产物，经碱洗、醇洗、抽滤后得到目标产物——甲基丙烯酸混合酯--苯乙烯聚合物（减水剂）。将甲基丙烯酸和葡萄糖、聚乙二醇以1.2:1加入到三口烧瓶中，加入环己烷作溶剂，加入阻聚剂并加热至溶解，当温度升至80℃时，加入3.0%的对甲苯磺酸，反应至理论出水量或出水量恒定不变，停止反应。更换水浴加热，控温80℃，加入苯乙烯和1.0%的引发剂过硫酸铵，反应3h。加入适量的自制磺化剂，水浴控温在80℃，反应3.5h。加热蒸出溶剂，回收利用。用碱中和所得产物，抽滤，用乙醇洗涤，烘干后得产品。

实施例1：

结合上述反应流程图，将甲基丙烯酸和葡萄糖、聚乙二醇以1.2:1加入到三口烧瓶中，加入质量分数为100%的环己烷作溶剂，加入1.0%的阻聚剂并加热至溶解，当温度升至80℃时，加入3.0%的对甲苯磺酸，反应至理论出水量或出水量恒定不变，停止酯化反应。更换水浴加热，控温80℃，加入苯乙烯和质量分数为1.0%的引发剂过硫酸铵，聚合反应3h。加入适量的自制磺化剂，水浴控温在80℃，反应3.5h。加热蒸出溶剂，回收利用。用碱中和所得产物，抽滤，用乙醇洗涤，烘干后得减水剂。当水泥量为450g、水灰比为0.4，水泥中加入0.5%--1.0%减水剂时，水泥净浆流动度可达到275mm，减水率可达到25%--30%。

Claims

1.一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述方法的制备步骤为：

c）用一定量自制的磺化剂对聚合产物进行磺化；

2.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b）和步骤c）采用“先磺化，后聚合”或“先聚合，后磺化”的方法。

3.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中聚合温度为80℃，步骤c）中磺化温度为80℃。

4.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中的溶剂为环己烷，且溶剂可回收利用。

5.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中聚合时间为3h，步骤c）中磺化时间为3.5h。

6.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中苯乙烯与酯化物中甲基丙烯酸的摩尔比为1.2:1。

7.根据权利要求1所述的一种接枝葡萄糖的磺化聚羧酸类减水剂的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中自制的磺化剂即发烟硫酸蒸出的三氧化硫溶于二氯乙烷的溶液。