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(lái)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(qiáng)、高性能化的潛力大、生產(chǎn)過(guò)程中不使用甲醛等突出優(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)。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(guó)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(jià)格上漲，導(dǎo)致生產(chǎn)萘系減水劑的成本加大，其價(jià)格在波動(dòng)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(huì)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(wú)三廢排出，符合正在實(shí)施的環(huán)保、節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展國(guó)策，毫無(wú)疑問，聚羧酸減水劑是將來(lái)減水劑市場(chǎng)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(chǎng)80 %以上的中低強(qiáng)度等級(jí)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(lái)酸酐等不飽和單體在水溶液中通過(guò)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(diǎn)，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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)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(zhǎng)度； ②側(cè)鏈種類、長(zhǎng)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(gè)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(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種分子量可控、適應(yīng)性強(qiáng)、減水率高、且坍落度經(jīng)時(shí)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(jiǎn)單、成本低廉的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法。為實(shí)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(shí)，加入去離子水使其溶解；(2)一邊攪拌升溫一邊用氮?dú)獯祾叻磻?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(shí)內(nèi)滴完；(3)滴加完畢后，保溫1 3小時(shí)，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(guò)硫酸鹽類引發(fā)劑，包括過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨中的任一種或兩種或多種的混合物；所述過(guò)硫酸鹽的用量占所用單體總重量的0.5% 10%，過(guò)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(dòng)性、低坍落度經(jīng)時(shí)損失、良好的和易性和充分的早期強(qiáng)度，并使得產(chǎn)品對(duì)不同來(lái)源原材料的適應(yīng)能力大大提高。
文檔編號(hào)C08F220/58GK102358768SQ20111020746
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司