本發(fā)明涉及混凝土聚羧酸保坍劑領(lǐng)域，特別是指一種順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑合成新工藝。

背景技術(shù)：

近幾十年來(lái)問(wèn)世并逐步完善的聚羧酸高效減水劑與傳統(tǒng)的高效減水劑相比，有減水率高，在混凝土中摻量低，保坍效果好，分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，被廣大混凝土技術(shù)、生產(chǎn)、施工工程技術(shù)人員十分啨睞和推崇，故推廣應(yīng)用很快。但面對(duì)混凝土主要原材料之一的水泥、砂、石等天然優(yōu)質(zhì)資源的匱泛，大量采用替代品；為解決環(huán)境污染，對(duì)應(yīng)混凝土施工方式分散的現(xiàn)場(chǎng)攪拌全面進(jìn)入現(xiàn)在的自動(dòng)化程度很高的集中攪拌，長(zhǎng)距離機(jī)械化運(yùn)輸，施工現(xiàn)場(chǎng)的泵送等問(wèn)題，混凝土坍落度時(shí)常出現(xiàn)損失過(guò)快的現(xiàn)象，尤其是在天氣炎熱的夏秋季節(jié)，坍落度損失更快，混凝土可施工的工作性能大大降低，單純依賴聚羧酸高效減水劑解決這一難題，已經(jīng)體現(xiàn)不出聚羧酸高效減水劑的優(yōu)勢(shì)。

為解決這一難題，混凝土外加劑工作者和混凝土生產(chǎn)施工企業(yè)，通常采用以下手段：

1、聚羧酸高效減水劑與葡萄糖酸鈉、蔗糖、蜜糖加無(wú)機(jī)緩凝劑復(fù)配后摻入混凝土；

2、混凝土運(yùn)輸施工過(guò)程中多次補(bǔ)加聚羧酸高效減水劑；

3、生產(chǎn)混凝土?xí)r，聚羧酸高效減水應(yīng)用后摻法；

4、應(yīng)用帶有酯基的丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯與異戍烯醇聚氧乙烯醚大單體在引發(fā)劑、促進(jìn)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑作用下進(jìn)行水溶基聚合聚羧酸保坍劑，再與聚羧酸高效減水劑復(fù)配摻入混凝土。

上述四種解決辦法，前三種蔽端很多。第一、有機(jī)緩凝劑和無(wú)機(jī)緩凝劑的加入，不能從根本上解決混凝土坍落度損失快的問(wèn)題，若遇水泥不適應(yīng)，非但不能增加混凝土的保坍能力，還將出現(xiàn)假凝或不凝，降低混凝土質(zhì)量，影響施工進(jìn)度。且有機(jī)緩凝劑和聚羧酸高效減水劑復(fù)配，在較高溫度環(huán)境下易使外加劑腐敗變質(zhì)，影響外加劑的使用性能。第二、混凝土生產(chǎn)施工過(guò)程中多次補(bǔ)加混凝土高效減水劑，或施工前加聚羧酸高效減水劑重塑混凝土，可以恢復(fù)混凝土較好的工作性能，使混凝土具有很好的流動(dòng)性，但是，多次摻加聚羧酸高效減水劑增加了外加劑的用量和水，既增加混凝土的成本，且使混凝土出現(xiàn)泌水、離析等現(xiàn)象，破壞混凝土的均勻性，使混凝土各部分的強(qiáng)度有較大的差異性，降低混凝土的抗壓抗折強(qiáng)度。多次補(bǔ)加聚羧酸高效減水劑溶液易改變混凝土的水灰比和含氣量，降低混凝土的抗?jié)B性，給混凝土施工質(zhì)量的控制增加了難度。第三、實(shí)施后摻法，對(duì)混凝土的工作性能有所改善，但同樣不能根本解決增加混凝土的保坍能力。且生產(chǎn)混凝土?xí)r，初始，攪拌水泥、砂、石沒(méi)有聚羧酸高效減水劑的潤(rùn)濕，分散，滑動(dòng)作用會(huì)增大攪拌設(shè)備的摩擦系數(shù)，攪拌設(shè)備磨損快，增大設(shè)備投資，而且生產(chǎn)操作工控制設(shè)備煩鎖，改變了傳統(tǒng)加外加劑的習(xí)慣，容易出現(xiàn)加料失誤，給生產(chǎn)造成損失。第四、用帶有羥酯基的丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯與聚氧乙烯醚大單體聚合聚羧酸保坍劑，應(yīng)用于混凝土，是改善混凝土工作性能和提高其保坍能力的好辦法。但丙烯酸羥乙酯和丙烯酸羥丙酯屬丙烯酸分別與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷在催化劑作用下酯化而成。環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷屬高危物質(zhì)，易燃易爆，生產(chǎn)酯化合成安全風(fēng)險(xiǎn)大，因而酯化合成成本高，用其聚合聚羧酸保坍劑成本高，且聚合工藝相對(duì)較為復(fù)雜。聚合的保坍劑與聚羧酸高效減水劑復(fù)配的終端產(chǎn)品成本高。

于是，研發(fā)成本低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)，既有抑制混凝土泌水功能，而且保坍效果，保水性更好的聚羧酸保坍劑就是本專利發(fā)明的主要目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑合成新工藝，能夠常溫合成，反應(yīng)效力高，生產(chǎn)成本低，無(wú)粉塵，無(wú)煙氣，無(wú)廢水排放，無(wú)環(huán)境污染，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑合成新工藝，工藝為通過(guò)順酐馬來(lái)酸單二甲酯在引發(fā)劑、氧化還原劑作用下同聚氧乙烯醚聚合反應(yīng)，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化氫；

其制備方法包括以下步驟：

步驟a.常溫情況下，向裝有攪拌器、水銀溫度計(jì)的四口反應(yīng)瓶中加入去離子水、聚氧乙烯醚、順酐馬來(lái)酸單二甲酯，啟動(dòng)攪拌；

步驟b.待以上單體全部混溶后，加入引發(fā)劑，攪拌3-8分鐘后，滴加氧化還原劑1-4小時(shí)，保溫熟化，中和；

步驟c.加入30％的燒堿調(diào)節(jié)ph值至6-8；

步驟d.用水稀釋配置成40％的順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑水溶液，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

作為優(yōu)選，所述過(guò)氧化氫加入量為聚氧乙烯醚和順酐馬來(lái)酸單二甲酯質(zhì)量總和的0.3％-1.2％；

作為優(yōu)選，所述氧化還原劑為維生素c。

作為優(yōu)選，所述維生素c加入量為聚氧乙烯醚和順酐馬來(lái)酸單二甲酯質(zhì)量總和的0.01％-0.15％。

作為優(yōu)選，所述的聚氧乙烯醚為分子量2400的異戍烯醇聚氧乙烯醚大單體,或分子量2400的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚大單體。

作為優(yōu)選，所述的順酐馬來(lái)酸單二甲酯為含有雙羧基、富馬酸單甲酯基、富馬酸二甲酯基、馬來(lái)酸單甲酯基、馬來(lái)酸二甲酯基極易酯化聚合的中間體。

作為優(yōu)選，所述的異戍烯醇聚氧乙烯醚2400大單體或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚2400大單體與順酐馬來(lái)酸單二甲酯的質(zhì)量比為2.0-3.5：1。

作為優(yōu)選，所述的一種順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑的合成溫度為10-60℃。

作為優(yōu)選，所述聚氧乙烯醚和順酐馬來(lái)酸單二甲酯作底料經(jīng)去離子水充分溶解后，加入過(guò)氧化氫水溶液，再滴加維生素c水溶液。

作為優(yōu)選，所述維生素c水溶液滴加1.5-3.5小時(shí)后，再保溫熟化0.5-3小時(shí)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：工藝簡(jiǎn)單，易于操作，聚合流程短，生產(chǎn)效率高?？梢猿睾铣?，亦可以加熱合成，聚合對(duì)溫度的選擇靈活，生產(chǎn)成本低。聚合滴加溶液配制只須去離子水對(duì)維生素c溶解，而且單滴加，減輕了操作工人配置操作勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。配置單一，出差錯(cuò)機(jī)率小，為產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，從操作方面就奠定了基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

實(shí)施例1：常溫情況下，向裝有攪拌器、水銀溫度計(jì)的四口反應(yīng)瓶中加入去離子水48.5克，石達(dá)化學(xué)公司生產(chǎn)的60％的異戍烯醇聚氧乙烯醚(簡(jiǎn)稱tpeg，以下相同)大單體310克，順酐馬來(lái)酸單二甲酯(簡(jiǎn)稱g17，以下相同)49克，啟動(dòng)攪拌，待以上單體全部混溶后，加入過(guò)氧化氫(簡(jiǎn)稱b2，以下相同)0.88克，攪拌5分鐘后，滴加0.258克的維生素c(簡(jiǎn)稱d1，以下相同)水溶液，滴加2.5小時(shí)，保溫熟化0.5小時(shí)，中和，加入30％的燒堿調(diào)節(jié)ph值至6-8。用水稀釋配置成40％的順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑水溶液(簡(jiǎn)稱bqe，以下相同)，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例2：變換g17，加入量為52克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例3：變換g17，加入量為55克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例4：變換g17，加入量為58克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例5：變換g17，加入量為61克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施倒6：變換g17，加入量為64克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例7：變換g17，加入量為67克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

實(shí)施例8：變換g17，加入量為70克，其他原料加入量不變，合成時(shí)間不變，操作方法不變，合成結(jié)束用30％燒堿調(diào)節(jié)ph值至6一8，用水稀釋成40％的bqe，待凈漿流動(dòng)度檢測(cè)和混凝土檢測(cè)。

8組實(shí)施例凈漿流動(dòng)度檢測(cè)結(jié)果如下：

注：按水泥300克，水87克，bqe摻量為水泥的0.2％(含固量)進(jìn)行檢測(cè)。

實(shí)施例1：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝145x145，s3＝170x170，s4＝190x190，s5＝185x185。

實(shí)施例2：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝155x155，s3＝180x180，s4＝195x195，s5＝195x195。

實(shí)驗(yàn)例3：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝165x165，s3＝190x190，s4＝205x205，s5＝205x205。

實(shí)施例4：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝180x180，s3＝205x205，s4＝215x215，s5＝200x200。

實(shí)施例5：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝200x200，s3＝220x220，s4＝230x230，s5＝230x230。

實(shí)施例6：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝210x210，s3＝230x230，s4＝230x230，s5＝2215x215。

實(shí)施例7：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝210x210，s3＝230x230，s4＝225x225，s5＝200x200。

實(shí)施例8：s0＝0x0，s1＝0x0，s2＝195x195，s3＝210x210，s4＝205x205，s5＝200x200。

8組混凝土檢測(cè)結(jié)果如下：

注：先將bqe與聚羧酸減水劑進(jìn)行復(fù)配，bqe占46％，聚羧酸高效減水劑占54％，復(fù)配后的減水保坍劑(簡(jiǎn)稱hpc，以下相同)摻混凝土膠疑材料的0.16％?；炷僚浜媳葹椋核?70公斤/立方砼，2級(jí)煤灰70公斤/立方砼，砂率46％，機(jī)制砂細(xì)度摸數(shù)人2.8，卵碎石粒徑5一31.5mm，w/c＝0.48，混凝土容重2410公斤。

實(shí)施例1：t0＝225/580，t1＝230/580，t2＝230/570，t3＝230/550。

實(shí)施例2：t0＝225/590，t1＝230/590x590，t2＝230/580，t3＝230/565。

實(shí)施例3：t0＝225/590，t1＝230/590，t2＝230/585，t3＝230/570。

實(shí)施例4：t0＝225/595，t1＝235/600，t2＝240/590，t3＝240/585。

實(shí)施例5：t0＝230/600，t1＝235/600，t2＝240/595，t3＝240/585。

實(shí)施例6：t0＝230/600，t1＝235/600，t2＝240/590，t3＝240/580。

實(shí)施例7：t0＝230/600，t1＝240/590，t2＝240/580，t3＝240/570

實(shí)施例8：t0＝230/600，丅1＝240/580，t2＝240/560，t3＝240/550。

用實(shí)施例5聚合的bqe保坍劑與用丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯聚合的保坍劑(簡(jiǎn)稱bqzb，以下相同)分別占46％與聚羧酸高效減水劑(簡(jiǎn)稱pca，以下相同)復(fù)配，pca占52％，復(fù)配后的減水保坍劑(簡(jiǎn)稱hpc)。用實(shí)施例5與pca復(fù)配的減水保坍劑編為hpc1。用bqzb與pca復(fù)配的減水保坍劑編為hpc2?；炷僚浜媳龋涸O(shè)計(jì)強(qiáng)度c30，w/c＝0.48，水泥(拉法基42.5)270公斤/立方砼，2級(jí)煤灰70公斤/立方砼，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)2.8，卵碎石粒徑5一31.5mm，砂率＝46％，混凝土容積2410公斤/立方，hpc1和hpc2均摻膠凝材料的1.6％。

hpc1：t0＝230/600，t1＝240/600，t2＝240/590，t3＝240/580，t4＝210/500?？箟簭?qiáng)度：3天＝24mpa，7天＝29mpa，28天＝36.8mpa

hpc2：t0＝230/600，t1＝240/600，t2＝240/580，t3＝240/570，t4＝210/470?？箟簭?qiáng)度：3天＝23.5mpa，7天＝28.1mpa，28天＝35.6mpa。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、工藝簡(jiǎn)單，易于操作，聚合流程短，生產(chǎn)效率高。

2、可以常溫合成，亦可以加熱合成，聚合對(duì)溫度的選擇靈活，生產(chǎn)成本低。

3、聚合滴加溶液配制只須去離子水對(duì)維生素c溶解，而且單滴加，減輕了操作工人配置操作勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。配置單一，出差錯(cuò)機(jī)率小，為產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，從操作方面就奠定了基礎(chǔ)。

4、順酐馬來(lái)酸單二甲酯中間體含有雙羧基、富馬酸單甲酯基、富馬酸二甲酯基、馬來(lái)酸單甲酯基、馬來(lái)酸二甲酯基，通過(guò)與聚氧乙烯醚大單體聚合，極易將四種酯基成功有序的嫁接到含有羧基的主鏈上。利用這些酯基活性的等級(jí)差異，分梯次通過(guò)混凝土堿性作用水解釋放羧基與水泥水化過(guò)程釋放的ca離子形成絡(luò)合物。降低ca離子的濃度，延遲ca(oh)2結(jié)晶和減少c一s一h凝膠的形成。從而延緩了水泥水化的進(jìn)程。使混凝土的保坍功能得以充分體現(xiàn)。

5、順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧保坍劑與聚羧酸高效減水劑復(fù)配選擇余地大，可以根據(jù)混凝土施工的難易、時(shí)間長(zhǎng)短，增加減少保坍劑用量。保坍劑用量增加，應(yīng)用于混凝土保坍的時(shí)間增長(zhǎng)，凝結(jié)時(shí)間不會(huì)增長(zhǎng)。

6、順酐馬來(lái)酸單二甲酯與聚氧乙烯醚聚合，成功嫁接在羧基主鏈上的四種酯基，應(yīng)用于混凝土，在混凝土水泥的堿性作用下水解，產(chǎn)生超細(xì)氣泡。這些超細(xì)氣泡，尤如混凝土中的若干小水庫(kù)。一方面不斷補(bǔ)充水泥水化所消耗的水，另一方面使過(guò)多的自由水控制在混凝土中，使混凝土不泌水，不離析。使混凝土的工作狀態(tài)可控。這些超細(xì)氣泡所起的保水作用，大大提升了混凝土的保坍能力，延長(zhǎng)了混凝土的保坍時(shí)間。因而，具有超長(zhǎng)的保坍功能和抑制混凝土泌水、離析的功能特點(diǎn)。

7、順酐馬來(lái)酸單二甲酯與聚氧乙烯醚聚合的保坍劑同各種聚羧酸高效減水劑復(fù)配有極好的相容性。同時(shí)，復(fù)配后的減水保坍劑與多種水泥適應(yīng)。附對(duì)幾種水泥凈漿流動(dòng)度的適應(yīng)表。用水泥300克、水87克、復(fù)配后的減水保坍劑(聚羧酸減水劑占54％，聚羧酸保坍劑占46％)摻水泥重量的0.16％。拉法基42.5s0二270x270，s1二280x280，s2＝290x290，s3＝295x295,s4＝290x290。洋房水泥42.5：s0＝278x278，s1＝285x285，s3＝300x300,s4＝298x298。峨勝水泥42.5：s0＝272x272，s1＝280x280，s2＝288x288，s3＝295x295，s4＝290x290。奧東水泥42.5：s0＝265x265，s1＝275x275，s2＝280x280，s3＝290x290，s4＝285x285。利森水泥42.5：s0＝270x270，s1＝285x285，s2＝290x290，s3＝295x295，s4＝290x290。從表中可以看出，凈漿流動(dòng)度大小、保持性能差異不大，說(shuō)明有很好的適應(yīng)性。

8、用順酐馬來(lái)酸單二甲酯與聚氧乙烯醚聚合混凝土聚羧酸保坍劑，同用丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯與聚氧乙烯醚聚合的混凝土聚羧酸保坍劑做混凝土應(yīng)用檢驗(yàn)，分兩步測(cè)試。第一步用摻量一致，混凝土配合比及原材料一致，不復(fù)配。直接將兩種保坍劑分別摻入混凝土中，比較釋放，保坍放果。如下表：第二步用兩種保坍劑分別與聚羧酸高效減水劑同條件復(fù)配，在混凝土配合比及原材料相同情況下測(cè)試，覌察泌水和保坍效果。

兩步測(cè)試的結(jié)果說(shuō)明，順酐馬來(lái)酸單二甲酯混凝土聚羧酸保坍劑比丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯混凝土聚羧酸保坍劑，混凝土和易性、保坍性、強(qiáng)度等指標(biāo)均好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。