一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法技术

本发明专利技术提供一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法：将聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体和水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；控制温度在55‑60℃，开始加入初始引发剂、渗透剂、链转移剂；待5min后，同时滴加溶液A和溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，溶液A和溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液C由羧基功能单体和水组成，溶液A由抗坏血酸、交联剂和水组成，溶液B由双氧水和水组成；滴加结束后，升温至70‑75℃，保持温度恒定，熟化b小时，待反应溶液温度低于30℃时，加入中和剂，补水到1000份，即得本发明专利技术产品。本发明专利技术方法能够获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。

【技术实现步骤摘要】
一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法。
技术介绍
随着高性能混凝土技术的迅速发展，工程应用对于减水剂性能的要求也不断提高。在实际应用中，由于水泥的变化以及砂石材料的不合理等因素，聚羧酸减水剂容易出现了坍落度保持能力差、混凝土离析泌水等问题，对施工以及混凝土后期性能有很大的负面影响。目前应对这个情况的方法是采用复配保坍剂和缓凝剂等其他化学试剂的方式来提高工作性能，但是存在保坍剂成本较高、缓凝剂容易使凝结时间过分延长等问题。因此，兼具高分散性和高保坍性的聚羧酸减水剂为市场所急需。交联型聚羧酸减水剂便应运而生，其梳型结构进行部分交联，提高混凝土的黏度，并且在碱性环境下交联物会产生水解，释放出具有分散效果的减水分子，时混凝土的拥有良好的坍落度保持能力。专利CN106046269A公开了一种交联型低敏感酯醚共聚型聚羧酸减水剂制备方法，该专利技术以羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、不饱和酸，不饱和磷酸单酯与不饱和磷酸二酯共聚而成的聚羧酸减水剂，在各种基团的协同作用下，具备高的减水率，高保坍，高和易性，抗泥性及低掺量敏感性。专利CN103588413A公开了一种聚醚交联型混凝土减水剂制备方法与应用，具体步骤如下：在反应器中加入引发剂水溶液及甲基烯丙醇聚氧乙烯醚；将反应器加热至50-100℃，同时分别滴加单体混合溶液和还原剂-链转移剂混合溶液，单体混合溶液的滴加总时间为2-5h，单体混合溶液先于还原剂-链转移剂混合溶液0.5-1.5h滴完，还原剂-链转移剂混合溶液全部滴加完毕后恒温反应1-5h；恒温反应完毕，待反应器中产物冷却至室温后，用碱溶液调节其pH值为6-8，即得聚醚交联型混凝土减水剂。专利CN102643042A公开了一种高性能混凝土抗裂高效减水剂，具体步骤如下：在密闭性好的反应釜内，不断搅拌下，依次投入甲基烯丙醇聚氧乙烯醚，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯磺酸钠，去离子水，升温至4-50℃，搅拌10min，继续升温至60-62℃，加双氧水，然后缓慢滴加丙烯酸溶液和链转移剂，3-3.5h内滴完，保温1-1.5h，反应结束后降温至50℃，补水，加液碱中和至pH值到6.5-7，得到固含量为40％的交联型聚羧酸减水剂。区别于以上专利，本专利技术采用双引发三滴加的方法制备合成交联型聚羧酸减水剂。初始选用半衰期温度较低的引发剂带动引发，之后采用滴加双氧水溶液的方式确保平稳可控的引发效果；引入多种功能基团，获得较好的抗泥保坍性能；后期增温熟化，除掉残留的引发剂，消除引发剂对后期减水剂性能的影响；配合交联剂的使用，最终获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。
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采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法。交联型聚羧酸减水剂是为了应对实际应用中由于水泥的变化以及砂石材料的不合理等因素的存在，而导致的聚羧酸减水剂容易出现坍落度保持能力差、混凝土离析泌水等问题而开发的一种新型聚羧酸减水剂，其具有良好的分散性和保坍性。本专利技术采用双引发三滴加的方法制备合成交联型聚羧酸减水剂。初期选用半衰期温度较低的引发剂带动初始引发，之后采用滴加双氧水溶液的方式确保平稳可控的引发效果；引入新型易水解的羧基功能单体，代替不饱和羧酸提供羧基短链，其分子链相对于普通不饱和羧酸要长，其羧基吸附于水泥颗粒表面的锚固点时，减水剂分子的主链也会距水泥颗粒较远，使主链及其他长侧链在相当长的时间内不会被水泥颗粒表面生长的水化产物包覆。在水化反应中，引入的羧基功能单体在被水化产物包覆一部分后，容易水解断裂，与主链相连的一部分产生新的羧基，继续锚固于新表面，被包覆的一部分形成小分子醇类物资，能抑制水化反应的进行，阻碍水化产物的继续生长；由于新型羧基功能单体的反应活性小于普通的不饱和羧酸的，所以采用多重引发体系，并配合较高的反应温度，保证聚合反应的正常进行；同时，为了促使新型羧基功能单体与其他具有延迟水解功能的单体交联，在配合使用交联剂的基础上，提供较高的合成温度，提高各物料的反应活性；引入新型羟基功能单体，以其特殊的链段结构，在初期获得较好抗吸附能力；引入新型磷酸酯功能单体，不仅可以先一步占据水泥颗粒表面锚固点，阻碍其他有较好空间位阻作用的侧链被吸附而最终被水化产物包覆，而且也有良好的抗泥保坍效果。同时，针对引入的功能单体粘度大因素的影响，引入渗透剂，其具有亲水亲油基团，在溶体的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降，获得优异的乳化、分散能力，使各组分原料能充分混合反应，大大提高反应效率及单体转化率；后期增温熟化，除掉残留的引发剂，消除引发剂对后期减水剂性能的影响。通过这一系列的针对性的优化设计，最终获得兼具高分散性与高保坍性的聚羧酸减水剂。本专利技术的技术方案如下：一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、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335-355份聚醚大单体、3-6份羟基功能单体、2-7份磷酸酯功能单体和150-200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55-60℃，温度稳定后，一次性加入0.08-0.18份渗透剂、1.5-4.2份链转移剂、1.5-4份初始引发剂；3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，a取值为2.5-4，溶液A与溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸、0.2-1份交联剂和80-90份水组成，溶液B由2-5份双氧水和40-50份水组成，溶液C由25-32份羧基功能单体和80-90份水组成；4)滴加结束后，升温至70-75℃，保持温度恒定，熟化b小时，b取值为3-5，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7-12份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、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；优选为异戊烯醇聚氧乙烯醚。所述羟基功能单体由聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯中的一种或者几种组成；优选质量比为1:2的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯的组合物。所述磷酸酯功能单体由甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种组成；优选为甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯。所述渗透剂为阴离子型渗透剂，具体由硫酸化蓖麻油、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、仲烷基磺酸钠、仲烷基硫酸酯钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、氨基磺酸钠中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的硫酸化蓖麻油和烷基磺酸钠的组合物。所述链转移剂由巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、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-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、次亚磷酸钠中的一种或几种组成；优选弱链转移剂，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，其特征在于：所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、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335‑355份聚醚大单体、3‑6份羟基功能单体、2‑7份磷酸酯功能单体和150‑200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55‑60℃，温度稳定后，一次性加入0.08‑0.18份渗透剂、1.5‑4.2份链转移剂、1.5‑4份初始引发剂；3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，a取值为2.5‑4，溶液A与溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5‑1.3份抗坏血酸、0.2‑1份交联剂和80‑90份水组成，溶液B由2‑5份双氧水和40‑50份水组成，溶液C由25‑32份羧基功能单体和80‑90份水组成；4)滴加结束后，升温至70‑75℃，保持温度恒定，熟化b小时，b取值为3‑5，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7‑12份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。...

【技术特征摘要】
1.一种采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂制备方法，其特征在于：所述减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、羟基功能单体、磷酸酯功能单体、渗透剂、链转移剂、初始引发剂、抗坏血酸、交联剂、双氧水、羧基功能单体、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335-355份聚醚大单体、3-6份羟基功能单体、2-7份磷酸酯功能单体和150-200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55-60℃，温度稳定后，一次性加入0.08-0.18份渗透剂、1.5-4.2份链转移剂、1.5-4份初始引发剂；3)待5min后，同时开始滴加溶液A、溶液B，溶液A和溶液B开始滴加后的10min内开始滴加溶液C，溶液C滴加时间为a小时，a取值为2.5-4，溶液A与溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸、0.2-1份交联剂和80-90份水组成，溶液B由2-5份双氧水和40-50份水组成，溶液C由25-32份羧基功能单体和80-90份水组成；4)滴加结束后，升温至70-75℃，保持温度恒定，熟化b小时，b取值为3-5，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7-12份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40％的采用羧基功能单体的交联型聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、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。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述羟基功能单体具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，王晓云，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