一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法技术

本发明专利技术提供一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法，包括以下步骤：1)将一定质量比的3000分子量聚醚大单体、羧基功能单体、磷酸酯单体和水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2)控制温度在40‑45℃，开始加入一定量双氧水；3)5min后，开始滴加溶液B；溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为a小时，a取值2‑4，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由一定质量比的丙烯酸、羧酸酯、不饱和磺酸盐和水组成，溶液B由一质量比的抗坏血酸、链转移剂和水组成；4)滴加结束后，保持温度恒定，熟化1‑3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入一定量的中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的，即得所述的一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂。

【技术实现步骤摘要】
一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法的制备方法。
技术介绍
随着预拌混凝土行业的发展以及优质砂石资源的枯竭，特别是高气温、长距离运输的情况下，混凝土坍落度损失较大，十分影响工作性能。目前最有效的解决方法是在使用聚羧酸减水剂的基础上配合使用聚羧酸保坍剂，能使预拌混凝土在获得良好的初始分散性的同时，经时损失小，坍落度保持性好。聚羧酸保坍剂的作用机理之一是采用酰胺基、酯基等官能团对羧基进行保护，当处于混凝土中的碱性水化条件下时，通过这些疏水基团的水解从而释放出可以吸附在水泥颗粒表面的羧基基团，从而得到持续分散的效果；另一方面，使蜷缩的侧链在后期进行活动、舒展，发挥出空间位阻作用，让混凝土保持较好的坍落度。本专利技术通过使用3000分子量的聚醚，配合高酯醚比，设计的侧链长度较长，主链长度偏短，酯基密度偏高的聚羧酸保坍剂。主链设计偏短，才能满足在长侧链、高酯基密度条件下提高保坍剂分子在水泥颗粒表面吸附量的要求。同时引入磺酸基、磷酸基等较羧酸基吸附能力更强的基团，增强锚定基团对带正电的水泥颗粒的锚固能力，弥补保坍剂酯基密度较高、主链偏短而导致的初始吸附锚固能力降低的问题。引入新型羧基功能单体，利用其尺寸较大的苯环或六元环结构，容易被阻挡在层状强吸附质的层间端面或者堵塞层间孔隙，阻挡保坍剂分子主链及其他长侧链进入粘土层间，获得较好的抗泥保坍效果。同时，所采用的羧基功能单体，初期吸附于水泥颗粒表面或是被粘土颗粒包覆一部分后，在后期水化产物生长过程中尖端被包裹后，链段会水解产生新的羧基以及醇类物质。新的羧基继续吸附于水化产物表面，保持分散性能；醇类物质在水化产物层中，可抑制水化产物的继续生长，产生较好的保坍效果。专利CN107011489A公开了一种高酸醚比保坍聚羧酸减水剂的制备方法，该专利技术具体以聚氧乙烯醚、双键单体、氧化剂、不饱和酯、链转移剂、还原剂维生素C为原料，采用三滴加的方式，最终获得高酸醚比保坍聚羧酸减水剂。专利CN106496444A公开了一种醚类聚羧酸保坍剂的制备方法，该专利技术通过将脂肪族羟基酯与不饱和酸酐酯化的酯化产物用于聚羧酸保坍剂的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入同时带有羧基和双重酯基的分子结构，带负电的羧酸根不会影响减水剂的静电斥力效应，同时可以改善混凝土的和易性及敏感性问题。而双重酯基在水泥净浆的碱性条件下水解，缓释出更多的羧基，能够提高混凝土的保坍性能，同时该结构的聚羧酸保坍剂能够适应各种材料使用，敏感性较低。专利CN106632890A公开了一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，具体通过不饱和甲基丁烯基聚乙二醇醚类单体、不饱和羧酸类单体、封端磷酸酯和不饱和酸羟基酯在引发剂和分子量调节剂的作用下发生共聚反应后，再加入碱性溶液中和后得到。区别于以上专利，本专利技术采用3000分子量的聚醚大单体，高酯醚比，高链转移剂用量的设计思路，获得主链偏短，侧链长且侧链密度低，高酯基密度的聚羧酸保坍剂，并引入羧基功能单体，磷酸酯单体，提高保坍剂的整体工作性能。该保坍剂坍落度保持能力好，工作性能优异，十分利于改善预拌混凝土的现场浇筑工作性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法。采用3000分子量的聚醚作为原料，获得较长侧链结构，在酯基水解成羧基吸附在水泥颗粒表面时，发挥的空间位阻作用也较普通保坍剂分子大。长侧链在加入初期蜷缩，未能完全发挥空间位阻作用，随着水解的进行，侧链不断舒展，相互排斥使水泥颗粒分散开来。较长的侧链结构，也使得水泥颗粒表面的水化膜较厚，水泥颗粒之间被间隔开来，宏观上表现为良好的分散性。该分子构型的聚羧酸保坍剂，在C3A、层状粘土等强吸附质较多的环境中时，侧链较长让侧链即使进入吸附质层间也不会丧失全部的空间位阻作用。侧链较长也可降低因侧链密度较小而带来的扰度大的问题，使侧链不容易形成与层间空隙平行的角度，即使有侧链被吸附于粘土层间时，进入层间的侧链会因为进入方向与层间方向存在角度差而造成卡位，使吸附质无法进一步影响整个减水剂分子。主链设计偏短，才能满足在长侧链、高酯基密度条件下提高保坍剂分子在水泥颗粒表面吸附量的要求。而且在长侧链存在的情况下，设计成长主链会使分子间长侧链相互增大空间位阻作用，进而导致短溶剂层的羧基锚固基团在水泥颗粒水化层滑移，最终使整个保坍剂分子移出锚固点区域，脱离水泥颗粒表面，丧失分散性及保坍性。同时引入磺酸基、磷酸基等较羧酸基吸附能力更强的基团，增强锚定基团对带正电的水泥颗粒的锚固能力，弥补保坍剂酯基密度较高、主链偏短而导致的初始吸附锚固能力降低的问题。引入新型羧基功能单体，利用其尺寸较大的苯环或六元环结构，容易被阻挡在层状强吸附质的层间端面或者堵塞层间孔隙，阻挡保坍剂分子主链及其他长侧链进入粘土层间，获得较好的抗泥保坍效果。引入羧基功能单体，初期吸附于水泥颗粒表面或是被粘土颗粒包覆一部分后，在后期水化产物生长过程中尖端被包裹后，链段会水解产生新的羧基以及醇类物质。新的羧基继续吸附于水化产物表面，保持分散性能；醇类物质在水化产物层中，可抑制水化产物的继续生长，产生较好的保坍效果。本专利技术的技术方案如下：一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：3000分子量聚醚大单体、羧基功能单体、双氧水、丙烯酸、羧酸酯、不饱和磺酸盐、抗坏血酸、磷酸酯单体、链转移剂、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：1)将310-340份3000分子量聚醚大单体、4-9份羧基功能单体、0.8-4份磷酸酯单体和180-220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40-45℃，温度稳定后，一次性加入0.9-1.8份双氧水；3)待5min后，开始滴加溶液B；溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A；溶液A滴加时间为a小时，a取值为2-4，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由0.32-0.5份抗坏血酸、0.5-0.9份链转移剂和80-100份水组成，溶液A由15-24份丙烯酸、27-45份羧酸酯、2-5份不饱和磺酸盐和50-70份水组成；4)滴加结束后，保持温度恒定，熟化1-3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6-10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂。上述制备方法中，所述3000分子量聚醚大单体由3000分子量的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种组成；具体由3000分子量的异戊烯醇聚氧乙烯醚、3000分子量的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、3000分子量的甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或几种组成；优选为3000分子量的甲基烯丙基聚氧乙烯醚。上述制备方法中，所述羧基功能单体由甲基丙烯酰氧乙基邻苯二甲酸单酯(PAMA)、甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸单酯(HHMA)中的一种或两种组成；优选质量比2:3的甲基丙烯酰氧乙基邻苯二甲酸单酯和甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸单酯的组合物。上述制备方法中，所述羧酸酯由丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法，其特征在于：所述3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：3000分子量聚醚大单体、羧基功能单体、双氧水、丙烯酸、羧酸酯、不饱和磺酸盐、抗坏血酸、磷酸酯单体、链转移剂、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：1)将310‑340份3000分子量聚醚大单体、4‑9份羧基功能单体、0.8‑4份磷酸酯单体和180‑220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40‑45℃，温度稳定后，一次性加入0.9‑1.8份双氧水；3)待5min后，开始滴加溶液B；溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A；溶液A滴加时间为a小时，a取值为2‑4，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由0.32‑0.5份抗坏血酸、0.5‑0.9份链转移剂和80‑100份水组成，溶液A由15‑24份丙烯酸、27‑45份羧酸酯、2‑5份不饱和磺酸盐和50‑70份水组成；4)滴加结束后，保持温度恒定，熟化1‑3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6‑10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂。...

【技术特征摘要】
1.一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法，其特征在于：所述3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：3000分子量聚醚大单体、羧基功能单体、双氧水、丙烯酸、羧酸酯、不饱和磺酸盐、抗坏血酸、磷酸酯单体、链转移剂、中和剂和水；总质量1000份，制备后成品质量分数为40％，制备方法包括以下步骤：1)将310-340份3000分子量聚醚大单体、4-9份羧基功能单体、0.8-4份磷酸酯单体和180-220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40-45℃，温度稳定后，一次性加入0.9-1.8份双氧水；3)待5min后，开始滴加溶液B；溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A；溶液A滴加时间为a小时，a取值为2-4，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由0.32-0.5份抗坏血酸、0.5-0.9份链转移剂和80-100份水组成，溶液A由15-24份丙烯酸、27-45份羧酸酯、2-5份不饱和磺酸盐和50-70份水组成；4)滴加结束后，保持温度恒定，熟化1-3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6-10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂。2.根据权利要求1所述一种3000分子量聚醚用聚羧酸保坍剂制备方法，其特征在于：所述3000分子量聚醚大单体由3000分子量的烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，高颖，罗正权，严明，陈艳林，熊焰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42