CN107686539A - 一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂及其制备方法，将水、将脂类聚醚大单体、醚类聚醚大单体，第四单体(有机羧酸)、投入反应釜中，搅拌至溶解，投入氧化剂后，加热，向其中同时滴加已配置的A液和B液，保温后，调节pH，补水至固含量为40％，得到醚酯共聚的聚羧酸减水剂；本发明的醚酯共聚的聚羧酸减水剂将醚类侧链和脂类侧链共聚于一个高分子中，完美结合了醚类聚羧酸减水剂的高减水和脂类聚羧酸减水剂的高适应性，得到一种适应性广泛、适应性强、工艺简单、性能优异的聚羧酸减水剂。该聚羧酸减水剂与不同水泥有较好的适应性，对质量较差的砂石料有较好的适应性。

Description

一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域
本发明属混凝土外加剂技术领域，具体涉及到一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是第三代高性能混凝土外加剂，具有掺量低、分散性好、分子结构上自由度大等优点，己经广泛应用于各种混凝土工程，并取得了良好的效果。但在实际应用过程中，也存在一些问题，如坍落度损失过快、适应性不良、加水量敏感等问题，在一定程度上制约了聚羧酸减水剂的应用，同时也影响工程质量。
一般而言，醚类减水剂具有较高的减水率，但其分子结构单一，不能进行各种分子结构组合，因而适应性不强。脂类减水剂可进行一些分子结构组合，其减水率低于醚类减水剂，但其适应性强，用其配制的混凝土不易离析和泌水。
针对混凝土适应性不良的问题，以往的方法将醚类聚羧酸减水剂和脂类减水剂复配使用，可部分解决问题，但在目前复杂工况、水泥品种多和砂石料质量劣化的情况下，问题仍得不到很好的解决。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂及其制备方法，旨在提供一种适应性广泛、适应性强、工艺简单、性能优异的聚羧酸减水剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
将水、将脂类聚醚大单体、醚类聚醚大单体，第四单体(有机羧酸)、投入反应釜中，搅拌至溶解，投入氧化性引发剂后，加热至30-80℃，向其中同时滴加已配置的A液和B液，A液滴加3.0小时，B液滴加3.5小时，保温1小时后，加碱液中和至pH为6-8，补水至固含量为40％，得到醚酯共聚的聚羧酸减水剂；
所述的A液为第三单体(有机羧酸)、酰胺类单体、链转移剂和水；
所述的B液为还原性引发剂和水；
优选地，所述的脂类聚醚大单体为甲氧基聚氧乙烯醚丙烯酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚马来酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚衣康酸酯。
优选地，所述的脂类聚醚大单体聚合使用的甲氧基聚氧乙烯醚单体的分子量为750-3000，分子量优选1000-1500。
优选地，所述的醚类聚醚大单体为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)，分子量为1000-5000。
优选地，所述的第四单体(有机羧酸)为马来酸酐、马来酸酯类、富马酸和富马酸脂类中一种或多种。
优选地，所述的第三单体(有机羧酸)为丙烯酸、甲基丙烯酸、以衣康酸和上述有机羧酸的脂类中一种或多种。
优选地，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-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。
优选地，所述的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸类化合物中的一种或多种。
优选地，所述的链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。
优选地，所述的还原性引发剂为吊白块，维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或多种。
一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂，各个物料按摩尔比(物质的量的比例值)为：脂类聚醚大单体：醚类聚醚大单体：第四单体(有机羧酸)：第三单体(有机羧酸)：酰胺类单体：氧化性引发剂：还原性引发剂：链转移剂＝0.5～1.5：0.5～1.5：1.0～2.0：1.5～3.0:0.05～0.2:0.01～0.03:0.004～0.02:0.01～0.02。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的醚酯共聚的聚羧酸减水剂将醚类侧链和脂类侧链共聚于一个高分子中，完美结合了醚类聚羧酸减水剂的高减水和脂类聚羧酸减水剂的高适应性，得到一种适应性广泛、适应性强、工艺简单、性能优异的聚羧酸减水剂。该聚羧酸减水剂与不同水泥有较好的适应性，对质量较差的砂石料有较好的适应性。
具体实施方式
下面结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
在1000m1圆底三口烧瓶中加入300g水、200g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚(HPEG2400)，100g甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(MPEG1000)，10.0g马来酸酐和2.0g双氧水作为反应底液。
配制A溶液：18.0g丙烯酸、1.5g丙烯酰胺，1.5g巯基丙酸和40g水混匀放于滴液漏斗中。
配制B溶液：将0.5g维生素C和60g水混匀放于滴液漏斗中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，并升温至60℃，立即同时开始滴加A液和B液，A溶液3.0小时同时滴完，B溶液3.5小时滴完，继续保温反应1小时后，加入7.5g32％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6-7，补水得到40％的醚酯共聚的聚羧酸减水剂母液。
实施例2：
在1000m1圆底三口烧瓶中加入300g水、150g甲基丙烯醇聚氧乙烯醚(HPEG2400)、150g甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(MPEG1200)，12g马来酸酐和作为反应底液、2.0g过硫酸胺和1.0g双氧水。
配制A溶液：将15g丙烯酸、3.0g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，2.0g巯基丙酸和30g水混匀放于滴液漏斗中。
配制B溶液：将0.8g吊白块和60g水混匀放于滴加瓶中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，并升温至40℃，立即同时开始滴加A液和B液，A液3.0小时滴完，B液3.5小时滴完，继续保温反应1小时后，加入8.0g32％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6-7，补水得到40％的醚酯共聚的聚羧酸减水剂母液。
实施例3：
在1000m1圆底三口烧瓶中加入300g水、180g异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)、120g甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(MPEG1000)，12g富马酸、3.0g过硫酸胺作为反应底液。
配制A溶液：18g衣康酸、3gN-N二甲基丙烯酰胺、1.5g巯基丙酸和40g水混匀放于滴加漏斗中。
配制B溶液：将0.2g吊白块和0.4g维生素C和60g水混匀放于滴加瓶漏斗中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，并升温至50℃，立即同时开始滴加A液和B液，A液3.0小时滴完，B液3.5小时滴完，继续保温反应1小时后，加入8.0g32％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6-7，补水得到40％的醚酯共聚的聚羧酸减水剂母液。
实施例4：
在1000m1圆底三口烧瓶中加入300g水、120甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG2400)、180g甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(MPEG1200)，12g富马酸、2.5g双氧水作为反应底液。
配制A溶液：18g衣康酸、3gN-N二甲基丙烯酰胺、1.5g巯基丙酸和40g水混匀放于滴加漏斗中。
配制B溶液：0.6g维生素C和60g水混匀放于滴加瓶漏斗中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，并升温至50℃，立即同时开始滴加A液和B液，A液3.0小时滴完，B液3.5小时滴完，继续保温反应1小时后，加入8.0g32％的氢氧化钠溶液，调节溶液pH值为6-7，补水得到40％的醚酯共聚的聚羧酸减水剂母液。
对比实验分析：
在水泥配制的混凝土掺入本发明的方法制取的醚酯共聚的聚羧酸减水剂与掺入通用型聚羧酸减水剂，得到混凝土性能(混凝土配合比参照GB8076-2008)对比测试如下：
表1为混凝土(混凝土配合比参照GB8076-2008)坍落度/扩展度对比。
表2为，混凝土(混凝土配合比参照GB8076-2008)强度对比。
表1
表2
基于上述，本发明具有的优点在于：本发明的醚酯共聚的聚羧酸减水剂将醚类侧链和脂类侧链共聚于一个高分子中，完美结合了醚类聚羧酸减水剂的高减水和脂类聚羧酸减水剂的高适应性，得到一种适应性广泛、适应性强、工艺简单、性能优异的聚羧酸减水剂。该聚羧酸减水剂与不同水泥有较好的适应性，对质量较差的砂石料有较好的适应性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将水、将脂类聚醚大单体、醚类聚醚大单体，第四单体(有机羧酸)、投入反应釜中，搅拌至溶解，投入氧化性引发剂后，加热至30-80℃，向其中同时滴加已配置的A液和B液，A液滴加3.0h，B液滴加3.5h，保温1h后，加碱液中和至pH为6-8，补水至固含量为40％，得到醚酯共聚的聚羧酸减水剂；
所述的A液为第三单体(有机羧酸)、酰胺类单体、链转移剂和水；
所述的B液为还原性引发剂和水。
2.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的脂类聚醚大单体为甲氧基聚氧乙烯醚丙烯酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚马来酸酯、甲氧基聚氧乙烯醚衣康酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的醚类聚醚大单体为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)，分子量为1000-5000。
4.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的第四单体(有机羧酸)为马来酸酐、马来酸酯类、富马酸和富马酸脂类中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的第三单体(有机羧酸)为丙烯酸、甲基丙烯酸、以衣康酸和上述有机羧酸的脂类中一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：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-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸类化合物中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。
9.根据权利要求1所述的一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂的制备方法：其特征在于：所述的还原性引发剂为吊白块，维生素C或亚硫酸氢钠中的一种或多种。
10.一种醚酯共聚的聚羧酸减水剂，其特征在于：各个物料按摩尔比(物质的量的比例值)为：脂类聚醚大单体：醚类聚醚大单体：第四单体(有机羧酸)：第三单体(有机羧酸)：酰胺类单体：氧化剂：还原性引发剂：链转移剂＝0.5～1.5：0.5～1.5：1.0～2.0：1.5～3.0:0.05～0.2:0.01～0.03:0.004～0.02:0.01～0.02。
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