CN103897119A

CN103897119A - 聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法

Info

Publication number: CN103897119A
Application number: CN201410155793.4A
Authority: CN
Inventors: 王建军; 王双平
Original assignee: SHANDONG ZHUOXING CHEMICAL Co Ltd
Current assignee: SHANDONG ZHUOXING CHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明涉及聚羧酸减水剂，具体涉及一种聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法。该方法将水、不饱和聚氧乙烯醚、丙烯酸烷基酯、酰胺类单体投入反应釜中，无需加热，搅拌至溶解，投入氧化剂溶液后，同时向其中滴加已配置的A液和B液，1h同时滴完A液和B液，保温1h后，加碱液中和至pH为6～7，补水得到40%的聚羧酸型高保坍减水剂；其中，A液为丙烯酸、链转移剂和水；B液为还原性催化剂。该方法给减水剂引入了疏水侧链的同时改变了减水剂分子的带电性，反应周期短，常温反应时间仅为2小时，生产效率高。

Description

聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂，具体涉及一种聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法。

背景技术

近几年来，聚羧酸减水剂市场需求量不断增大，其研究和应用已经极大地推动了混凝土技术的发展和建筑施工技术的现代化进程，但建筑技术的进步以及建筑结构不断向大型化、复杂化和功能化方向发展，对混凝土的性能提出了越来越高的要求，性能更好的新型减水剂亟待开发。

传统的聚羧酸减水剂主要是以聚丙烯酸类共聚物构成的主链及聚氧乙烯作为侧链的梳型共聚物，利用长侧链的空间位阻效应来控制水泥颗粒间的团聚，起到分散作用，提高流动度，但随着水化作用的进行，减水剂分子会被水解产物覆盖，坍落度损失快。

针对混凝土坍落度损失快的问题，各专利中公开了一些改进方法：比如改变减水剂分子中亲水性侧链的长度与密度，以酯化产物作为大单体进行合成，甚至是通过复配加入缓凝剂和保水剂等，但在目前水泥多样化和砂石料的不好的情况下，问题仍得不到很好的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法，该方法给减水剂引入了疏水侧链的同时改变了减水剂分子的带电性。

本发明所述的聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法，包括以下步骤：

将水、不饱和聚氧乙烯醚、丙烯酸烷基酯、酰胺类单体投入反应釜中，无需加热，搅拌至溶解，投入氧化剂后，向其中同时滴加已配置的A液和B液，1h同时滴完A液和B液，保温1h后，加碱液中和至pH为6～7，补水得到40%的聚羧酸型高保坍减水剂；

所述的A液为丙烯酸、链转移剂和水；

所述的B液为还原性催化剂。

所述的不饱和聚氧乙烯醚为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚；分子量为2000～2500。

所述的丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸十二酯中的一种或两种。

所述的酰胺类单体为丙烯酰胺（AM）、N-N二甲基丙烯酰胺（DMAA）或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）中的一种或两种。

所述的氧化剂为双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种。

所述的链转移剂为甲基丙烯磺酸钠、巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。

所述的还原性催化剂为吊白块，维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或两种。

所述的碱液为质量分数33%的氢氧化钠溶液。

所述的不饱和聚氧乙烯醚与水的质量比1:1～1.1，不饱和聚氧乙烯醚与丙烯酸烷基酯的质量为1:0.04～0.06，不饱和聚氧乙烯醚与酰胺类单体的质量为1:0.04～0.06，氧化剂用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的1.0～1.6%。

所述的丙烯酸为不饱和聚氧乙烯醚质量分数10～15%，链转移剂用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的0.4～0.8%，还原性催化剂用量为氧化剂质量的10～30%。

本发明的有益效果如下：

1、丙烯酸烷基脂的加入，引入了疏水侧链，加大了空间位阻效应，减水剂分散效果和保持性能显著提高。

2、丙烯酰胺功能单体的引入，改变了减水剂分子带电性，有效降低了水泥等对减水剂分子的吸附，流动保持性能提高。

3、丙烯酸烷基酯和酰胺类单体在水泥碱性环境下均可发生水解，释放-COO^-，会进一步提高混凝土保坍性能。

4、在本发明中所述的催化体系下，不用锅炉，无需加热，节能环保，反应周期短，常温反应时间仅为2小时，生产效率高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

在1000ml圆底三口烧瓶中加入205g水、205g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚（HPEG2400）、8.2g丙烯酸丁酯和8.2g丙烯酰胺作为反应底液。

配置滴加液A：20.5g丙烯酸、0.82克巯基丙酸和40g水混匀放于滴加甁中。

配置滴加液B：将0.11克吊白块、0.11克维C和60g水混匀放于滴加甁中。

搅拌至烧瓶中单体溶解，向底液中加入2.05克过硫酸铵，立即同时开始滴加A液和B液，1小时同时滴完，继续保温反应1小时后，加入10.6克33wt.%的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6～7，补水得到40%的保坍剂母液。

实施例2

在1000ml圆底三口烧瓶中加入205g水、205g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚（HPEG2400）、12g丙烯酸丁酯和12g丙烯酰胺作为反应底液。

配置滴加液A：30g丙烯酸、1.64克巯基丙酸和30g水混匀放于滴加甁中。

配置滴加液B：将0.2克吊白块和0.4克维C和60g水混匀放于滴加甁中。

搅拌至烧瓶中单体溶解，向底液中加入1克双氧水（浓度为27.5%）、2.28克过硫酸铵，立即同时开始滴加A液和B液，1小时同时滴完，继续保温反应1小时后，加入10.6克33wt.%的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6～7，补水得到40%的保坍剂母液。

实施例3

在1000ml圆底三口烧瓶中加入205g水、205g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚（HPEG2400）、10g丙烯酸丁酯和10g丙烯酰胺作为反应底液。

配置滴加液A：28g丙烯酸、1.5克巯基丙酸和30g水混匀放于滴加甁中。

配置滴加液B：将0.15克吊白块和0.35克维C和60g水混匀放于滴加甁中。

搅拌至烧瓶中单体溶解，向底液中加入1克双氧水（浓度为27.5%）、2克过硫酸铵，立即同时开始滴加A液和B液，1小时同时滴完，继续保温反应1小时后，加入10.6克33wt.%的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6～7，补水得到40%的保坍剂母液。

以目前市场上聚羧酸保坍剂BKS-103为对比例进行混凝土对比测试如下：

由上述测试结果可以看出本发明的聚羧酸型高保坍减水剂的坍落度经时损失较小，抗压强度也符合要求。

Claims

1.一种聚羧酸型高保坍减水剂的常温合成方法，其特征在于包括以下步骤：

所述的A液为丙烯酸、链转移剂和水；

所述的B液为还原性催化剂。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的不饱和聚氧乙烯醚为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚；分子量为2000～2500。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸十二酯中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的酰胺类单体为丙烯酰胺、N-N二甲基丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的氧化剂为双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的链转移剂为甲基丙烯磺酸钠、巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的还原性催化剂为吊白块，维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或两种。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的碱液为质量分数33%的氢氧化钠溶液。

9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的不饱和聚氧乙烯醚与水的质量比1:1～1.1，不饱和聚氧乙烯醚与丙烯酸烷基酯的质量为1:0.04～0.06，不饱和聚氧乙烯醚与酰胺类单体的质量为1:0.04～0.06，氧化剂用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的1.0～1.6%。

10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的丙烯酸为不饱和聚氧乙烯醚质量分数10～15%，链转移剂用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的0.4～0.8%，还原性催化剂用量为氧化剂质量的10～30%。