CN109437643A - 一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法。所述的减胶剂由如下重量份组分制备而成：两性聚酯类聚羧酸化合物35‑45份，醇胺类化合物4‑10份，多元醇0.5‑4份，有机硅烷润滑剂0.1‑0.5份，乳化分散剂0.02‑0.08份，氰酸类化合物0.01‑0.1份，余量为水，总质量100份，将上述组分投入到反应釜中，充分搅拌0.5小时，即获得两性聚酯类聚羧酸化合物制备的减胶剂。本发明将600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚先进行酯化，辅以合理的链转移剂用量，得到主链与侧链都较短的分子构型，在具备一定的空间位阻作用的同时，高密度的侧链可利用毛细管效应吸附水，延缓水化反应，并在表面形成一层致密的水膜，提高了混凝土的分散性与和易性。
Description
技术领域
本发明涉及到建筑材料技术领域，特别涉及到一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法。
背景技术
随着我国土木工程建设的不断进行，各种新型混凝土外加剂不断被开发并应用出来，其中颇具代表性的就是混凝土减胶剂，又称混凝土增效剂。减胶剂可以在确保后期强度的情况下，显著减少胶凝材料用量，增加混凝土和易性。减胶剂的作用机制是高效激发分散难以被减水剂分散的水泥微集料，使水泥水化更充分，最大程度的提高水泥的利用率。
普通减胶剂以醇胺类化合物等阳离子单体为分散负电性微集料的功能组分，辅以其他功能组分，可以将减水剂难以分散的负电性微集料分散开来，增加混凝土中浆体的量。普通减胶剂组分中的主要功能组分为醇胺类等阳离子单体，分子量都普遍较小，基本不具备空间位阻作用，减胶分散能力难以有进一步的提高。但是目前减胶剂功能组分较为单一，受原材料及其他外加剂的差异变化影响较大，匹配性适应性问题突出。现阶段，制备酯类聚羧酸减胶剂的研究尚少见于报道，因此采用酯化聚醚配合阳离子小单体制备聚羧酸减胶剂具有较好的研究意义与应用意义。
专利CN105198264A公开了一种高效节能混凝土增效剂及其制备方法，由以下重量份的原料制成：UFD高分子共聚物、减水剂母液、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、稳定剂及水组成。其中，UFD高分子共聚物是由尿素、甲醛、十二苯基磺酸钠制成。该发明的高效节能混凝土增效剂通过各组分之间的协调促进作用，可以提高混凝土强度等级、改善工作性能，或者在保持混凝土工作性能、强度等级基本一致的情况下减少水泥用量，从而达到降低混凝士生产成本的目的，进而实现节能降耗、减少环境污染的目标。
专利CN105174774A公开了公开了一种混凝土减胶剂，该减胶剂中各组分按重量比配比如下：三聚氰胺100-120份、甲醛400-500份、水300-400份、水杨酸80-100份。采用该减胶剂在强度保持不变的前提下，降低混凝土成本，改善混凝土的性能。
专利CN105906230A公开了一种高性能混凝土用多功能减胶剂及其制备方法，由改性聚醚、混合醇胺、的混合醇、不饱和酸、改性硅氧烷、引发剂和水组成。该发明的高性能混凝土用多功能减胶剂减少混凝土所用胶凝材料用量的同时能够保持混凝土强度等级不变，并能提高混凝士的抗冻性及抗碳化等耐久性。
区别于以上专利，本发明采用酯化聚醚大单体、丙烯酸与阳离子小单体聚合，辅以其他小料，优化酸醚比，获得分子量偏小、主链长度较短的减胶剂分子构型，该减胶剂具有一定空间位阻能力，可辅助减水剂分散两性水泥微集料，减胶分散能力强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法。
本发明的设计思想是为提高减胶剂的性能，将600分子量聚醚大单体进行酯化，再将酯化大单体与阳离子小单体、丙烯酸进行聚合，辅以其他小料制备两性聚酯类聚羧酸化合物。该聚减胶剂组分不仅能分散微集料，也具备一定保坍作用，显著提高混凝土性能。
本发明将600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚进行酯化，获得酯化酯化大单体，提高减胶剂分子的分散能力；甲氧基聚乙二醇单甲醚经酯化后分子为600-800左右，聚合获得的偏短侧链，并辅以较合理的链转移剂用量，得到主链与侧链都较短的分子构型；本发明制备的减胶剂分子侧链偏短，主链较短，在这种情况下，酸醚比控制在2.5-3左右，获得较高的侧链密，减胶剂组分发挥的空间位阻作用才比较强。同时，高侧链密度使该减胶剂组分吸附到水泥颗粒表面时很容易因毛细管效应将拌合水吸附住，让水分无法接触水泥颗粒以延缓水化反应，并在表面形成一层致密的水膜，宏观上提高了混凝土的分散性与和易性。
本发明引入的阳离子小单体接枝到主链上，使得减胶剂分子具备吸附并分散负电性微集料的能力；同时该减胶剂组分为两性聚合物，在吸附于水泥颗粒表面时，受其他颗粒电性影响，会经常进行吸附-脱离-吸附的动态过程，可避免其短时间内被水化产物包覆掩埋，表现为保坍能力提高；引入不饱和酸酐，利用其水解滞后性，使减胶剂具备一定的保坍能力，同时进一步降低与减水剂的竞争吸附。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的减胶剂由如下重量份组分制备而成：
两性聚酯类聚羧酸化合物35-45份，醇胺类化合物4-10份，
多元醇0.5-4份，有机硅烷润滑剂0.1-0.5份，
乳化分散剂0.02-0.08份，氰酸类化合物0.01-0.1份，
余量为水，总质量为100份，将上述组分投入到反应釜中，充分搅拌0.5小时，即获得两性聚酯类聚羧酸化合物制备的减胶剂；
其中：两性聚酯类聚羧酸化合物包含如下重量份组分：
酯化聚醚大单体320-340份，丙烯酸55-75份，
不饱和酸酐0.3-2.5份，不饱和磺酸盐0.8-3.5份，
磷酸酯化合物1-4份，阳离子小单体0.5-5份，
27.5％工业级双氧水0.1-3份，还原剂0.5-1.3份，
链转移剂1.2-2份，中和剂5-10份，余量为水，总质量为1000份，制备后成品质量分数为40％，其制备方法按以下步骤进行：
1、将320-340份酯化聚醚大单体、0.5-5份阳离子小单体、0.8-3.5份不饱和磺酸盐、1-4份磷酸酯化合物和180-240份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2、测定釜内温度，控制温度在35-40℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级双氧水0.1-3份；
3、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为2.5-4.5小时，溶液B滴加时间为3-5小时；溶液B由0.5-1.3份还原剂、1.2-2份链转移剂和80-120份水组成，溶液A由55-75份丙烯酸、2-6份不饱和酸酐和50-80份水组成；
4、滴加结束后，保持温度恒定，熟化1-4小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入5-10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂；
反应中丙烯酸与聚醚大单体的酸醚比为2.5-3.5，优选酸醚比2.9；溶液A滴加时间优选3小时，熟化时间优选2小时。
所述的酯化聚醚大单体包含如下重量份组分：600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚30-40份、不饱和羧酸20-30份、催化剂0.5-2份、阻聚剂0.1-1份、带水剂25-30份、中和剂1-5份，总质量100份，其制备方法按以下步骤进行：
1、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚30-40份、不饱和羧酸20-30份、催化剂0.5-2份、阻聚剂0.1-1份、带水剂25-30份，充分搅拌，密封抽真空；
2、将温度升至120-135℃，保温反应时间4-8小时；
3、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入中和剂1-5份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在800-1200的酯化聚醚大单体；减胶剂的组分中优选分子量1000的酯化聚醚大单体，中和剂优选质量百分比为32％工业级氢氧化钠溶液。
所述的600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚(MPEG600)为奥克化学MPEG600、乐天化学MPEG600、联合化学MPEG600的一种或几种组成；优选奥克化学MPEG600。
所述的不饱和羧酸为甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、甲基富马酸、甲基马来酸、氨己烯酸、3-戊烯酸、庚烯酸、2-辛烯酸、5-癸烯酸、2-溴丙烯酸、2-壬烯酸、3-(3-吡啶基)丙烯酸、反式-2-戊烯酸、4-苯乙烯酸、2-苯基丙烯酸、3-(2-噻吩)丙烯酸、反式-3-吲哚丙烯酸、3，3-二甲基丙烯酸、2-溴甲基丙烯酸、5-氧代己-2-烯酸、3-苯甲酰丙烯酸、反式-2-丁烯-1，4-二甲酸的一种或几种组成；优选分子量较大、具有一定空间位阻的不饱和羧酸；优选质量比为1：1的3，3-二甲基丙烯酸与-氧代己-2-烯酸的组合物。
所述的催化剂为固体超强酸，具体由硫酸盐、过硫酸盐中的一种或两种负载到氧化锆、氧化铁或氧化钛中的一种载体上经高温烘培制得；所述的硫酸盐为硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸铜、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、硫酸锌的一种或几种组成；优选质量比为2：1的硫代硫酸钠与硫酸氢钠的组合物；所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸氢钾、单过硫酸氢钾的一种或几种组成，优选质量比为1：2的过硫酸钠与单过硫酸氢钾的组合物。
所述的阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚、1，1-二苯基-2-苦基肼、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、β-苯基萘胺、氯化亚铜、三氯化铁的一种或几种组成；优选有机类阻聚剂；优选稳定性好、沸点较高的1，1-二苯基-2-苦基肼与4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基的组合物。
所述的带水剂为苯、甲苯、二甲苯、环己烷的一种或几种组成；优选结构稳定、耐高温的甲苯。
所述的中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或几种组成；优选阳离子单体的醇胺类物质；优选质量比为3：1的乙醇胺和三异丙醇胺的组合物。
所述的不饱和酸酐为桂皮酸酐、(2-甲基-2-丙烯-1-基)琥珀酸酐、柠康酸酐、马来酸酐、当归酸酐、顺-3-羧基戊烯二酸酐、衣康酸酐、丁烯酸酐、2-壬烯基丁二酸酐、4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酐、烯丙基琥珀酸酐的一种或几种组成；优选分子量大、具备一定空间位阻能力的不饱和酸酐；优选质量比为1：2的顺-3-羧基戊烯二酸酐与2-壬烯基丁二酸酐的组合物。
所述的不饱和磺酸盐为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸铵、烯丙基磺酸钠的一种或几种组成；优选带烷基的不饱和磺酸盐；优选质量比为1：1的2-甲基烯丙基磺酸铵和烯丙基磺酸钠的组合物。
所述的磷酸酯化合物为二甲基-乙烯基磷酸酯、聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯、2，4，6-三(1-苯基乙基)聚氧乙烯化磷酸酯、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的一种或几种组成；优选高分子聚合物的磷酸酯；优选质量比为2：1的聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯与2，4，6-三(1-苯基乙基)聚氧乙烯化磷酸酯的组合物。
所述的阳离子小单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧胺基三甲基硅烷、2-丙烯酰基氧基乙氧基三甲基硅烷、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、N-己基-N-甲基丙烯酰氧基-N，N-二甲氨基溴化铵、氯化缩水甘油三甲基铵、苄乙烯基三甲基氯化铵、氯化胆碱、八烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵的一种或几种组成；优选反应活性较高阳离子小单体；优选质量比为1：1的甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵与丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的组合物。
所述的还原剂为连二亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠、抗坏血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、次亚磷酸钠、一水葡萄糖、麦芽糖糊精的一种或几种组成；优选还原能力强的抗坏血酸。
所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇的一种或几种组成；优选质量比为1：2的巯基丙酸与巯基乙醇的组合物。
所述的醇醇胺类化合物为丁基乙醇胺、甲基二乙醇胺、L-磷脂酰乙醇胺、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺、N，N-二异丙基乙醇胺、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、N-(2-氨基-4-硝基苯基)乙醇胺、1，2-二月桂酰磷脂酰乙醇胺、井冈霉醇胺、苯乙酸醇胺、油酸单乙醇胺、油酸三乙醇胺、N-苯基乙醇胺、氢碘酸三乙醇胺、依莰舒三乙醇胺、双乙酰乙醇胺、叔丁基乙醇胺的一种或几种组成。
所述的多元醇为二聚丙三醇、三聚丙三醇、油醇、己醇、二甘醇、三丙酮二醇、二丙二醇、三丙二醇、洛丙二醇、聚丙二醇的一种或几种组成。
所述的有机硅烷润滑剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷、环三聚二甲基硅氧烷的一种或几种组成；优选带苯基性质稳定的聚甲基苯基硅氧烷。
所述的乳化分散剂为α-烯基磺酸钠、香醇聚乙烯醚、聚乙二醇单油酸酯的一种或几种组成；优选有机类化合物；优选与减水剂匹配性较好的聚乙二醇单油酸酯。
所述的氰酸类化合物为硫氰酸盐、异氰酸酯化合物、异硫氰酸酯化合物构成；具体为氰硫化锂、硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸铵、硫氰酸镁、硫氰酸铜、硫氰酸锌、硫氰酸钙、异氰酸酯、萘二异氰酸酯、辛基异氰酸酯、苯乙基异氰酸酯、氯磺酰异氰酸酯、异硫氰酸胍、异硫氰酸甲酯、异硫氰酸乙酯、异硫氰酸苯酯、异硫氰酸苯甲酯、异硫氰酸戊酯、异硫氰酸己酯、四异硫氰酸硅、苯甲酰基异硫氰酸酯、异硫氰酸氢糠酯的一种或几种组成；优选异硫氰酸酯化合物；质量比为2：1的异硫氰酸胍与异硫氰酸氢糠酯的组合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明将600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚先进行酯化，控制酸醚比在2.5-3.5左右，并辅以较合理的链转移剂用量，得到主链与侧链都较短的分子构型，具备一定的空间位阻作用的同时，高密度的侧链可利用毛细管效应吸附水，延缓水化反应，并在表面形成一层致密的水膜，宏观上提高了混凝土的分散性与和易性；
2、本发明引入的阳离子小单体接枝到主链上，使该聚羧酸减胶剂不仅可吸附在大分子量减水剂锚固的空隙中，而且也可以减水剂难以吸附的负电性颗粒上，具备分散两性颗粒集料的能力；
3、该减胶剂组分为两性聚合物，在吸附于水泥颗粒表面时，受其他颗粒电性影响，会经常进行吸附-脱离-吸附的动态过程，可避免其短时间内被水化产物包覆掩埋，提高保坍能力；引入不饱和酸酐，利用其水解滞后性，使减胶剂具备一定的保坍能力，同时进一步降低与减水剂的竞争吸附；
4、本发明引入渗透剂，提高各组分间的混合效果，又可提高使用时减胶剂与混凝土的搅拌混合效果；引入的有机硅烷润滑剂不仅能显著提高混凝土和易性，而且能使混凝土凝固后的表面光洁透亮；
5、本发明采用乳化分散剂与消泡剂配合使用，减少气泡对混凝土强度性能的影响，提高混凝土致密性，确保混凝土后期强度及表观面貌；
6、本发明在组分中引入氰酸类化合物，利用溶解的硫酸根离子促进水泥水化过程，特别是促进钙钒石的形成，并且氰酸类化合物具备胶黏增强的作用，综合提高混凝土后期强度；
7、本发明引入磷酸基、磺酸基等强锚固基团，增强前期锚固能力；
8、该减胶剂与聚羧酸减水剂匹配性好，减胶分散能力强，能显著提高混凝土和易性及后期强度，或是大大减少混凝土胶凝材料用量。
具体实施方式
下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚30份、丙烯酸20份、负载到氧化锆的硫代硫酸钠经高温烘培制得固体超强酸0.5份、对叔丁基邻苯二酚0.1份、苯30份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至110℃，保温4小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入氢氧化钠1份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物35份，丁基乙醇胺10份，二聚丙三醇0.5份，聚二甲基硅氧烷0.1份，α-烯基磺酸钠0.02份，硫氰酸盐0.01份，余量为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将320份酯化聚醚大单体、2份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、0.8份乙烯基磺酸钠、4份二甲基-乙烯基磷酸酯和180份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在35℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水0.1份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为2.5小时，溶液B滴加时间为3小时；溶液B由0.5份二亚硫酸钠、1.7份巯基乙酸和80份水组成，溶液A由58份丙烯酸、3.3份桂皮酸酐和50份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化1小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入10份氢氧化钠，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实施例2(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚32份、甲基丙烯酸22份、负载到氧化铁的硫代硫酸钠经高温烘培制得固体超强酸0.6份、1，1-二苯基-2-苦基肼0.3份、甲苯29份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至115℃，保温5小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入碳酸钠2份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物37份，甲基二乙醇胺9份，三聚丙三醇1份，聚甲基苯基硅氧烷0.2份，香醇聚乙烯醚0.03份，异氰酸酯化合物0.02份，余量为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将325份酯化聚醚大单体、4份甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、1份丙烯基磺酸钠、1份聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯和185份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在36℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水0.8份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为2.7小时，溶液B滴加时间为3.3小时；溶液B由0.8份甲醛合次硫酸氢钠、1.8份巯基丙酸和85份水组成，溶液A由57份丙烯酸、2份(2-甲基-2-丙烯-1-基)琥珀酸酐和55份水组成；
4)滴加结束后，保持温度恒定，熟化1.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入10份氢氧化钾，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实施例3(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚34份、马来酸24份、负载到氧化铁的硫代硫酸钠经高温烘培制得固体超强酸0.7份、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基0.4份、二甲苯28份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至118℃，保温6小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入乙醇胺3.5份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物40份，N-(3-氨基丙基)二乙醇胺7份，油醇1.8份，聚二乙基硅氧烷0.3份，聚乙二醇单油酸酯0.04份，硫氰酸钾0.04份，余量为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将328份酯化聚醚大单体3份甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、2份不饱和磺酸盐、2.5份2，4，6-三(1-苯基乙基)聚氧乙烯化磷酸酯和190份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在38℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水0.2份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为3小时，溶液B滴加时间为3.7小时；溶液B由0.6份抗坏血酸、1.6份巯基乙醇和95份水组成，溶液A由55份丙烯酸、2份当归酸酐和60份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化2小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入5份碳酸钠，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实施例4(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚36份、庚烯酸26份、负载到氧化铁的硫酸镁经高温烘培制得固体超强酸0.8份、β-苯基萘胺0.6份、环己烷26份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至120℃，保温7小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入三异丙醇胺4份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物42份，N，N-二异丙基乙醇胺6份，二甘醇2.5份，环五聚二甲基硅氧烷0.4份，α-烯基磺酸钠0.06份，硫氰酸铵0.06份，余量为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将315份酯化聚醚大单体、3份甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、2份苯乙烯磺酸钠、2.5份、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯和200份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在38℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水1.5份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为3.2小时，溶液B滴加时间为4小时；溶液B由1.1份一水葡萄糖、2份巯基丙醇和100份水组成，溶液A由66份丙烯酸、3份丁烯酸酐和65份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化3.2小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入5份三乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实施例5(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚39份、反式-2-戊烯酸29份、负载到氧化铁的硫酸铜经高温烘培制得固体超强酸0.9份、氯化亚铜0.8份、苯25份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至122℃，保温7.5小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入三异丙醇胺4.5份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物43份，十二烷基苯磺酸三乙醇胺5份，三丙二醇3份，环三聚二甲基硅氧烷0.4份，香醇聚乙烯醚0.7份，萘二异氰酸酯0.08份，余量为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将330份酯化聚醚大单体、1份N-二甲氨基溴化铵、1份烯丙基磺酸钠、1.5份乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯和220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在40℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水0.8份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为4.2小时，溶液B滴加时间为4.5小时；溶液B由0.7份麦芽糖糊精、1.4份巯基丙酸和110份水组成，溶液A由55份丙烯酸、2.2份4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酐和75份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化3.9小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6份三乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实施例6(各组分用量为重量份)
1、酯化聚醚大单体的制备：制备方法按以下步骤进行：
1)、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚40份、3，3-二甲基丙烯酸30份、负载到氧化铁的硫酸钾经高温烘培制得固体超强酸2份、6-四甲基哌啶-1-氧自由基1份、二甲苯25份，充分搅拌，密封抽真空；
2)、将温度升至125℃，保温8小时；
3)、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入碳酸氢钠5份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在1200的酯化聚醚大单体。
2、减胶剂的制备：两性聚酯类聚羧酸减胶剂包含如下重量份组分：两性聚酯类聚羧酸化合物45份，双乙酰乙醇胺4份，洛丙二醇4份，环三聚二甲基硅氧烷0.5份，α-烯基磺酸钠0.08份，异硫氰酸甲酯0.1份，余者为水。制备方法按以下步骤进行：
1)、将320份酯化聚醚大单体、0.5份十八烷基三甲基氯化铵、2.5份烯丙基磺酸钠、1份乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯和240份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在40℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5％工业级的双氧水0.3份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为4.5小时，溶液B滴加时间为5小时；溶液B由1.1份焦亚硫酸钠、1.3份巯基乙酸和120份水组成，溶液A由65份丙烯酸、3份烯丙基琥珀酸酐和80份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化4小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入5份三异丙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40％的两性聚酯类聚羧酸减胶剂。
实例测试结果
测试以C30混凝土作为对象(表1)，水泥采用京兰42.5普通硅酸盐水泥，砂子为细度模数为2.5的河砂，石子为5-25mm的连续级配碎石，减水剂为普通市售聚羧酸减水剂。将实施例1-6制备的混凝土减胶剂应用到混凝土中，并与不加减胶剂的对比例进行对比，实施例1-6较空白例水泥用量减少15％。混凝士拌合物性能按照GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检验；混凝土强度按照GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检验。
表1C30混凝土配合比
表2混凝土性能实验结果
由表2的试验数据可以看出，实施例1-6的初始坍落度/扩展度和1h坍落度/扩展度显著优于空白例，说明本发明的减胶剂能够显著提升混凝土拌合物的和易性；另外，实施例1-6的7d、28d和60d强度都优于空白例，说明在水泥用量减少15％的条件下，加入本发明减胶剂的混凝土强度依然能达到要求并且绰绰有余。
综上所述，本发明的两性聚酯类聚羧酸化合物制备的减胶剂在显著减少水泥用量15％以上的同时，兼有提高混凝土拌合物和易性和混凝土强度的作用。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有配方和掺量，除了互相排斥的特征和/或配方、掺量以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
以上所述仅是发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (19)
1.一种两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的减胶剂由如下重量份组分制备而成：
两性聚酯类聚羧酸化合物35-45份，醇胺类化合物4-10份，
多元醇0.5-4份，有机硅烷润滑剂0.1-0.5份，
乳化分散剂0.02-0.08份，氰酸类化合物0.01-0.1份，
余量为水，总质量为100份，将上述组分投入到反应釜中，充分搅拌0.5小时，即获得两性聚酯类聚羧酸化合物制备的减胶剂；
其中：两性聚酯类聚羧酸化合物包含如下重量份组分：
酯化聚醚大单体320-340份，丙烯酸55-75份，
不饱和酸酐0.3-2.5份，不饱和磺酸盐0.8-3.5份，
磷酸酯化合物1-4份，阳离子小单体0.5-5份，
27.5%工业级双氧水0.1-3份，还原剂0.5-1.3份，
链转移剂1.2-2份，中和剂5-10份，余量为水，总质量为1000份，制备后成品质量分数为40%，其制备方法按以下步骤进行：
1)、将320-340份酯化聚醚大单体、0.5-5份阳离子小单体、0.8-3.5份不饱和磺酸盐、1-4份磷酸酯化合物和180-240份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；
2)、测定釜内温度，控制温度在35-40℃，温度稳定后，一次性加入质量百分比为27.5%工业级双氧水0.1-3份；
3)、待5分钟后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B加入后，10分钟内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为2.5-4.5小时，溶液B滴加时间为3-5小时；溶液B由0.5-1.3份还原剂、1.2-2份链转移剂和80-120份水组成，溶液A由55-75份丙烯酸、2-6份不饱和酸酐和50-80份水组成；
4)、滴加结束后，保持温度恒定，熟化1-4小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入5-10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40%的两性聚酯类聚羧酸减胶剂；反应中丙烯酸与聚醚大单体的酸醚比为2.5-3.5。
2.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的酯化聚醚大单体包含如下重量份组分：600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚30-40份、不饱和羧酸20-30份、催化剂0.5-2份、阻聚剂0.1-1份、带水剂25-30份、中和剂1-5份，总质量100份，其制备方法按以下步骤进行：
1）、向容器中投入600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚30-40份、不饱和羧酸20-30份、催化剂0.5-2份、阻聚剂0.1-1份、带水剂25-30份，充分搅拌，密封抽真空；
2）、将温度升至110-125℃，保温4-8小时；
3）、保温结束后，停止加热，待温度降至30℃，加入中和剂1-5份，分离催化剂载体与带水剂，即得到分子量在800-1200的酯化聚醚大单体。
3.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的600分子量甲氧基聚乙二醇单甲醚（MPEG600）为奥克化学MPEG600、乐天化学MPEG600、联合化学MPEG600的一种或几种组成。
4.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、甲基富马酸、甲基马来酸、氨己烯酸、3-戊烯酸、庚烯酸、2-辛烯酸、5-癸烯酸、2-溴丙烯酸、2-壬烯酸、3-(3-吡啶基)丙烯酸、反式-2-戊烯酸、4-苯乙烯酸、2-苯基丙烯酸、3-(2-噻吩)丙烯酸、反式-3-吲哚丙烯酸、3，3-二甲基丙烯酸、2-溴甲基丙烯酸、5-氧代己-2-烯酸、3-苯甲酰丙烯酸、反式-2-丁烯-1，4-二甲酸的一种或几种组成。
5.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的催化剂为固体超强酸，具体由硫酸盐、过硫酸盐中的一种或两种负载到氧化锆、氧化铁或氧化钛中的一种载体上经高温烘培制得；所述的硫酸盐为硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸铜、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、硫酸锌的一种或几种组成；所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸氢钾、单过硫酸氢钾的一种或几种组成。
6.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的阻聚剂为对叔丁基邻苯二酚、1，1-二苯基-2-苦基肼、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基、β-苯基萘胺、氯化亚铜、三氯化铁的一种或几种组成。
7.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的带水剂为苯、甲苯、二甲苯、环己烷的一种或几种组成。
8.根据权利要求2所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或几种组成。
9.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的不饱和酸酐为桂皮酸酐、(2-甲基-2-丙烯-1-基)琥珀酸酐、柠康酸酐、马来酸酐、当归酸酐、顺-3-羧基戊烯二酸酐、衣康酸酐、丁烯酸酐、2-壬烯基丁二酸酐、 4-甲基丙烯酰氧基乙基偏苯三酸酐、烯丙基琥珀酸酐的一种或几种组成。
10.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的不饱和磺酸盐为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸铵、烯丙基磺酸钠的一种或几种组成。
11.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的磷酸酯化合物为二甲基-乙烯基磷酸酯、聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯、2，4，6-三(1-苯基乙基)聚氧乙烯化磷酸酯、双三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的一种或几种组成。
12.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的阳离子小单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧胺基三甲基硅烷、2-丙烯酰基氧基乙氧基三甲基硅烷、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、N-己基-N-甲基丙烯酰氧基-N，N-二甲氨基溴化铵、氯化缩水甘油三甲基铵、苄乙烯基三甲基氯化铵、氯化胆碱、八烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵 、十八烷基三甲基氯化铵的一种或几种组成。
13.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的还原剂为连二亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠、抗坏血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、次亚磷酸钠、一水葡萄糖、麦芽糖糊精的一种或几种组成。
14.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇的一种或几种组成。
15.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的醇醇胺类化合物为丁基乙醇胺、甲基二乙醇胺、L-磷脂酰乙醇胺、N-(3-氨基丙基)二乙醇胺、N，N-二异丙基乙醇胺、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、N-(2-氨基-4-硝基苯基)乙醇胺、1，2-二月桂酰磷脂酰乙醇胺、井冈霉醇胺、苯乙酸醇胺、油酸单乙醇胺、油酸三乙醇胺、N-苯基乙醇胺、氢碘酸三乙醇胺、依莰舒三乙醇胺、双乙酰乙醇胺、叔丁基乙醇胺的一种或几种组成。
16.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的多元醇为二聚丙三醇、三聚丙三醇、油醇、己醇、二甘醇、三丙酮二醇、二丙二醇、三丙二醇、洛丙二醇、聚丙二醇的一种或几种组成。
17.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的有机硅烷润滑剂由聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷、环三聚二甲基硅氧烷的一种或几种组成。
18.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述乳化分散剂为α-烯基磺酸钠、香醇聚乙烯醚、聚乙二醇单油酸酯的一种或几种组成。
19.根据权利要求1所述的两性聚酯类聚羧酸化合物制备减胶剂的方法，其特征在于：所述的氰酸类化合物为硫氰酸盐、异氰酸酯化合物、异硫氰酸酯化合物构成；具体由氰硫化锂、硫氰酸钠、硫氰酸钾、硫氰酸铵、硫氰酸镁、硫氰酸铜、硫氰酸锌、硫氰酸钙、异氰酸酯、萘二异氰酸酯、辛基异氰酸酯、苯乙基异氰酸酯、氯磺酰异氰酸酯、异硫氰酸胍、异硫氰酸甲酯、异硫氰酸乙酯、异硫氰酸苯酯、异硫氰酸苯甲酯、异硫氰酸戊酯、异硫氰酸己酯、四异硫氰酸硅、苯甲酰基异硫氰酸酯、异硫氰酸氢糠酯的一种或几种组成。
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