一种混凝土流动性稳定剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土流动性稳定剂的制备方法，包括如下步骤：(1)酯化反应；(2)单体共混；(3)共聚反应；(4)中和反应。本发明专利技术的制备方法通过将通过不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与特定化合物A酯化制备出具有苯环、羧酸基团和酯基的不饱和单体，再将其与不饱和磺酸盐一起作用于聚羧酸的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入同时带有苯环、酯基、磺酸基及羧酸基团的分子结构，由于引入了具有静电斥力效应的羧酸基团、磺酸基团和具有空间位阻的聚醚侧链和苯环，使得产品具有较高的初始减水率。

A preparation method for concrete fluidity stabilizers

The invention discloses a preparation method of a concrete fluidity stabilizer, which includes the following steps: (1) esterification; (2) monomer blending; (3) copolymerization; (4) neutralization reaction. The preparation method of the invention can prepare unsaturated monomers with benzene ring, carboxylic acid group and ester group by esterification of unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic anhydride to specific compound A, and then act with unsaturated sulfonate in the copolymerization of polycarboxylic acid, and introduce a benzene ring with a benzene ring in the polycarboxylic chain structure. The molecular structure of ester group, sulfonic acid group and carboxylic acid group has high initial water reduction rate due to the introduction of carboxylic group, sulfonic group and polyether side chain and benzene ring with electrostatic repulsion effect.

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土流动性稳定剂的制备方法
本专利技术属于建筑外加剂
，具体涉及一种混凝土流动性稳定剂的制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂作为新型减水剂，具有掺量低、减水率高、坍落度保持性好、收缩率小、与水泥和掺合料适应性相对较好、增强效果明显等一系列突出的性能，目前已广泛应用于各项工程领域中。随着聚羧酸减水剂使用量的快速增长和使用范围的不断扩大，水泥性能差异、砂石中的泥等因素导致的外加剂与混凝土的流动性损失问题是一直困扰水泥生产厂家、混凝土施工单位和外加剂生产厂家的技术难题。为了解决这个问题，一般会采用在聚羧酸醚类减水剂复配时加入较多的保坍剂、缓凝剂及其他可以改善性能的助剂，该方法虽然可以解决坍落度损失大的问题，但是会带来混凝土流动性先变大再变小，导致生产难以控制、滞后泌水等问题；CN102093521A公开了一种聚羧酸高保坍剂的制备方法.该方法以马来酸酐和聚乙二醇酯化，反应温度100～130℃，酯化3～6h，后制得的来酸酐聚乙二醇二酯与烯丙基聚乙二醇类聚醚、马来酸酐、丙烯酸于40～80℃共聚2～5h，制得该保坍剂。本专利技术制备过程中不使用溶剂，无有害气体液体排放，制备的高保坍剂拥有可以和各种类型聚羧酸复配使用、在较低掺量下大幅改善混凝土保坍性能等特点。但是该工艺的保坍原理是依靠交联大单体水解释放，混凝土初始流动性很小，水解后流动性变大，随着水化的进行流动性又变小，不利于生产控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混凝土流动性稳定剂的制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种混凝土流动性稳定剂的制备方法，包括如下步骤：(1)酯化反应：将不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、化合物A和阻聚剂混合，在氮气保护下，升温至65～85℃，再加入催化剂，保温反应0.5～3h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到含有酯化产物和未反应的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐的第一混合物，不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A的摩尔比为3～8∶1，催化剂的用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.3～4.0％，阻聚剂用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.1～3.0％；上述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，上述化合物A为对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯乙酸、邻羟基苯乙酸、间羟基苯乙酸、对羟甲基苯甲酸、邻羟甲基苯甲酸、间羟甲基苯甲酸、对羟甲基苯乙酸、邻羟甲基苯乙酸、间羟甲基苯乙酸中的至少一种，上述催化剂为高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸中的至少一种；(2)单体共混：将步骤(1)制得的第一混合物、不饱和磺酸盐、分子量为600～5000的聚醚大单体以10∶1～5∶40～300的质量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液；上述不饱和磺酸盐为烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一种，上述聚醚大单体为为烯丙基聚乙二醇(APEG)、3-甲基-3-丁烯-1-聚乙二醇(TPEG)、2-甲基烯丙基聚乙二醇(HPEG)中的至少一种；(3)共聚反应：将上述共聚单体混合物溶液、引发剂水溶液及分子量调节剂水溶液滴入水中进行反应，反应温度为10～60℃，滴加时间为0.2～6.0h，滴加完毕后保温0～3.0h，得共聚产物；该步骤和步骤(2)所用水的总量使得该共聚产物的质量浓度为20～80％，引发剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.5～3.0％，分子量调节剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.2～3.0％；(4)中和反应：将步骤(3)制得的共聚产物用碱调节pH至5～7，即得所述混凝土流动性稳定剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中，催化剂的用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.3％～3.0％，阻聚剂用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.1％～2.0％。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)为：将步骤(1)制得的第一混合物、不饱和磺酸盐、聚醚大单体以10∶1～4∶50～200的质量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中，该步骤和步骤(2)所用水的总量使得该共聚产物的质量浓度为20～70％，引发剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.5～3.0％，所述分子量调节剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.2～2.0％。进一步优选的，所述阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪和二苯胺中的至少一种。进一步优选的，所述引发剂为水溶性氧化还原引发体系或水溶性偶氮引发剂。进一步优选的，所述分子量调节剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、异丙醇、次磷酸钠、磷酸三钠、甲酸钠、乙酸钠和十二硫醇中的至少一种。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的制备方法通过将通过不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与特定化合物A酯化制备出具有苯环、羧酸基团和酯基的不饱和单体，再将其与不饱和磺酸盐一起作用于聚羧酸的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入同时带有苯环、酯基、磺酸基及羧酸基团的分子结构，由于引入了具有静电斥力效应的羧酸基团、磺酸基团和具有空间位阻的聚醚侧链和苯环，使得产品具有较高的初始减水率。分子结构中的酯基在混凝土碱性条件下逐渐水解，释放出具有静电斥力效应的羧酸基团，而且由于本产品在水解前后羧酸基团的数量相同，且酯基水解速率适中，不会因为水解速度过快或者过慢造成混凝土滞后泌水或者损失过快的问题，因此能实现对混凝土流动性的稳定控制。2、本专利技术的制备方法通过引入高效催化剂进行催化，使得酯化温度较低，降低了生产能耗，节约了生产成本，而且双键保留率较高，产品的转化率进一步提高，可提升产品的综合性能，显著下降混凝土的常压泌水率，有利于混凝土的施工。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。实施例1(1)酯化反应：将255.00g马来酸酐、80.00g对羟基苯甲酸、20.00g邻羟基苯甲酸、1.00g对苯二酚和2.70g吩噻嗪混合，在氮气保护下，升温至65℃，再加入1.00g高碘酸和2.00g二硝基苯甲酸，保温反应3.0h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到含有酯化产物和未反应的马来酸酐的第一混合物；(2)单体共混：将2.00g步骤(1)制得的第一混合物、2.80g苯乙烯磺酸钠、100.00g分子量为2400的APEG混合，并加入70.00g水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液；(3)共聚反应：将上述共聚单体混合物溶液、双氧水水溶液(其中双氧水1.00g，水20.00g)、抗坏血酸水溶液(其中0.70g，水20.00g)及巯基乙酸水溶液(其中巯基乙酸0.70g，水20.00g)滴入70.00g水中进行反应，反应温度为20℃，滴加时间为5.0h，滴加完毕后保温0.5h，得共聚产物；(4)中和反应：将步骤(3)制得的共聚产物用碱调节pH至5～7，即得所述混凝土流动性稳定剂PCE-1。实施例2(1)酯化反应：将115.00g丙烯酸、94.00g甲基丙烯酸、45.00g邻羟基苯甲酸、55.00g邻羟甲基苯甲酸、2.00g对苯二酚和2.00g二苯胺混合，在氮气保护下，升温至70℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土流动性稳定剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)酯化反应：将不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、化合物A和阻聚剂混合，在氮气保护下，升温至65～85℃，再加入催化剂，保温反应0.5～3h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到含有酯化产物和未反应的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐的第一混合物，不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A的摩尔比为3～8∶1，催化剂的用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.3～4.0％，阻聚剂用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.1～3.0％；上述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，上述化合物A为对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯乙酸、邻羟基苯乙酸、间羟基苯乙酸、对羟甲基苯甲酸、邻羟甲基苯甲酸、间羟甲基苯甲酸、对羟甲基苯乙酸、邻羟甲基苯乙酸、间羟甲基苯乙酸中的至少一种，上述催化剂为高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸中的至少一种；(2)单体共混：将步骤(1)制得的第一混合物、不饱和磺酸盐、分子量为600～5000的聚醚大单体以10∶1～5∶40～300的质量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液；上述不饱和磺酸盐为烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸中的至少一种，上述聚醚大单体为烯丙基聚乙二醇、3‑甲基‑3‑丁烯‑1‑聚乙二醇、2‑甲基烯丙基聚乙二醇中的至少一种；(3)共聚反应：将上述共聚单体混合物溶液、引发剂水溶液及分子量调节剂水溶液滴入水中进行反应，反应温度为10～60℃，滴加时间为0.2～6.0h，滴加完毕后保温0～3.0h，得共聚产物；该步骤和步骤(2)所用水的总量使得该共聚产物的质量浓度为20～80％，引发剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.5～3.0％，分子量调节剂的用量为共聚单体混合物溶液中溶质的总质量的0.2～3.0％；(4)中和反应：将步骤(3)制得的共聚产物用碱调节pH至5～7，即得所述混凝土流动性稳定剂。...

【技术特征摘要】
1.一种混凝土流动性稳定剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)酯化反应：将不饱和羧酸或不饱和羧酸酐、化合物A和阻聚剂混合，在氮气保护下，升温至65～85℃，再加入催化剂，保温反应0.5～3h，期间用抽真空或通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到含有酯化产物和未反应的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐的第一混合物，不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A的摩尔比为3～8∶1，催化剂的用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.3～4.0％，阻聚剂用量为不饱和羧酸或不饱和羧酸酐与化合物A总质量的0.1～3.0％；上述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸中的至少一种，上述化合物A为对羟基苯甲酸、邻羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基苯乙酸、邻羟基苯乙酸、间羟基苯乙酸、对羟甲基苯甲酸、邻羟甲基苯甲酸、间羟甲基苯甲酸、对羟甲基苯乙酸、邻羟甲基苯乙酸、间羟甲基苯乙酸中的至少一种，上述催化剂为高碘酸，二硝基苯甲酸，乙二胺四乙酸中的至少一种；(2)单体共混：将步骤(1)制得的第一混合物、不饱和磺酸盐、分子量为600～5000的聚醚大单体以10∶1～5∶40～300的质量比混合，并加入水使得其溶解，得到共聚单体混合物溶液；上述不饱和磺酸盐为烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的至少一种，上述聚醚大单体为烯丙基聚乙二醇、3-甲基-3-丁烯-1-聚乙二醇、2-甲基烯丙基聚乙二醇中的至少一种；(3)共聚反应：将上述共聚单体混合物溶液、引发剂水溶液及分子量调节剂水溶液滴入水中进行反应，反应温度为10～60℃，滴加时间为0.2～6.0h，滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫祺，蒋卓君，官梦芹，李祥河，陈晓彬，林添兴，麻秀星，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，福建科之杰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35