一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备酯化单体；(2)共聚反应；(3)中和反应。本发明专利技术的制备方法将烯丙基羟乙基醚与2‑磷酸丁烷‑1，2，4‑三羧酸酯化反应制备的2‑磷酸丁烷‑1，2，4‑三羧酸中羧基被单个酯化的产物与少量2‑磷酸丁烷‑1，2，4‑三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的共混物、VPEG、2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱及不饱和酸共聚制备降粘型聚羧酸减水剂，在聚合物分子结构中引入磷酸根、羧酸根、季铵盐和酯基的同时，还使聚合物结构轻度交联。本发明专利技术制备的降粘型聚羧酸减水剂，具有降粘性能的同时，还具有减水、保坍和抗泥性能，解决了目前混凝土原材料中含泥量大导致的粘度大、和易性差和损失过快的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术属于建筑外加剂
，具体涉及一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、可设计性强及对环境友好等优点，已经成为运用最广泛的混凝土外加剂。高层及超高层建筑要求混凝土必须要达到一定的强度的等级，高层建筑混凝土的泵送施工对混凝土的和易性也具有很高的要求，为了达到较高的强度等级，一般可以通过降低水灰比、增加胶凝材料用量、提高矿物掺合料比例等方法实现，但是这些措施同时也会造成混凝土粘度增加，流动性下降等问题，目前，一般通过复配抗泥剂、引气剂等助剂或采用降粘型的聚羧酸减水剂来解决这些问题。但随着基建工程量剧增，砂石的消耗巨大，优质的砂石资源越来越少，砂石中的含泥量逐渐增大，而聚羧酸减水剂对砂石中的含泥量十分敏感，使得聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性下降。因此，研制出能够有效适应砂石中的含泥量的降粘型聚羧酸减水剂，对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：(1)制备酯化单体：将羟基乙烯基醚、2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温反应4～8h，反应结束后降温到40℃，即得到酯化单体；上述羟基乙烯基醚的结构式为R1为CnH2n、CnH2(n-1)或CnH2nO，n＝2～12；上述2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸的结构式为上述催化剂为浓硫酸、杂多酸、氧化亚锡或二丁基氧化锡；上述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚或酚噻嗪；上述酯化单体主要为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的共混物，具体的，该酯化单体的结构式为R2为CH2＝CH-O-R1或H；R3为CH2＝CH-O-R1或H；R4为CH2＝CH-O-R1或H；其中R2、R3或R4至少有一个为CH2＝CH-O-R1。(2)共聚反应：按重量份计，将200份分子量为2000～5000的4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)和145～160份水加入到第二反应装置中，将温度调节至0～25℃，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚搅拌溶解后直接加入1.0～3份还原剂；将5～15份步骤(1)制得的酯化单体、3～10份2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱与20～30份水混合均匀置于第一滴加装置中；1.5～3.5份氧化剂与30份水混合均匀于第二滴加装置中；5～20份不饱和酸与0.5～2份链转移剂与30份水混合均匀于第三滴加装置中；滴加0～50％的第三滴加装置的物料于第二反应装置中，并加入适量的促进剂，维持温度为0～25℃，再依次滴加第二滴加装置、第一滴加装置和剩余第三滴加装置中的物料，且第一滴加装置、第三滴加装置和第二滴加装置中的物料依次滴加完毕，并于1～1.5h全部滴加完毕后，恒温反应至少1h；上述不饱和酸为丙烯酸或甲基丙烯酸；(3)中和反应：在步骤(2)所得的物料中，用32％质量浓度的氢氧化钠调整pH值至6.0～7.0，即得到所述降粘型聚羧酸减水剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述羟基乙烯基醚为4-羟丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、乙二醇乙烯醚或环己基-1，4-二甲醇单乙烯基醚。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸钠或过硫酸铵。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述还原剂为抗坏血酸、甲醛合次硫酸氢钠、BrüggolitTMFF6和次磷酸钠中的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述链转移为巯基乙酸、巯基丙酸或巯基丙醇。在本专利技术的一个优选实施方案中，所述促进剂为硫酸亚铁、硝酸亚铁或硫酸铜。进一步优选的，所述步骤(1)中，所述羟基乙烯基醚与2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸的摩尔比为1.1～1.5∶1。进一步优选的，所述步骤(1)中，所述催化剂用量为羟基乙烯基醚质量的0.5～5％。进一步优选的，所述步骤(1)中，所述阻聚剂用量为羟基乙烯基醚质量的0.01～1％。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的制备方法将烯丙基羟乙基醚与2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸酯化反应制备的2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的共混物、VPEG、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱及不饱和酸共聚制备降粘型聚羧酸减水剂，在聚合物分子结构中引入磷酸根、羧酸根、季铵盐和酯基的同时，还使聚合物结构轻度交联。2、本专利技术制备的降粘型聚羧酸减水剂的聚合物结构中的磷酸根对水泥具有强的吸附能力，与羧酸根协同作用，能够提高与水泥中的SO42-的竞争吸附能力，大大提高混凝土分散性；同时酯基在水泥水化过程中不断的水解释放出2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸钠盐、磷酸根，继续与水泥水化产物反应，抑制Ca(OH)2、AFt晶核生长，减缓水化速度，延长水泥水化诱导期，从而起到提高分散保持性的作用；而聚合物的轻度交联结构结合磷酸胆碱的正负电荷特性，聚合物结构更加舒展，水化膜更厚，其具有更大的空间位阻作用和更好的抗插层作用，具有良好的抗泥和降粘性能。3、本专利技术制备的降粘型聚羧酸减水剂，具有降粘性能的同时，还具有减水、保坍和抗泥性能，解决了目前混凝土原材料中含泥量大导致的粘度大、和易性差和损失过快的问题。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。一、制备酯化单体实施例1将40g乙二醇乙烯醚、80g2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、1g浓硫酸和0.1g对苯二酚加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下120℃恒温6h，反应结束后降温到40℃，即得到主要为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的酯化单体A1。实施例2将45g4-羟丁基乙烯基醚、80g2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、0.8g二丁基氧化锡和0.1g对羟基苯甲醚加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下110℃恒温6h，反应结束后降温到40℃，即得到主要为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的酯化单体A2。实施例3将65g环己基-1，4-二甲醇单乙烯基醚、80g2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、0.9g杂多酸和0.1g酚噻嗪加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下110℃恒温6h，反应结束后降温到40℃，即得到主要为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的酯化单体A3。实施例4将50g二乙二醇单乙烯基醚、80g2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、0.9g浓硫酸和0.1g酚噻嗪加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下110℃恒温6h，反应结束后降温到40℃，即得到主要为2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸羧基被单个酯化的产物与少量2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸中羧基被双个酯化及三个酯化产物的酯化单体A4。二、共聚与中和反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备酯化单体：将羟基乙烯基醚、2‑磷酸丁烷‑1，2，4‑三羧酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温反应4～8h，反应结束后降温到40℃，即得到酯化单体；上述羟基乙烯基醚的结构式为

【技术特征摘要】
1.一种降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备酯化单体：将羟基乙烯基醚、2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温反应4～8h，反应结束后降温到40℃，即得到酯化单体；上述羟基乙烯基醚的结构式为R1为CnH2n、CnH2(n-1)或CnH2nO，n＝2～12；上述2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸的结构式为上述催化剂为浓硫酸、杂多酸、氧化亚锡或二丁基氧化锡；上述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚或酚噻嗪；(2)共聚反应：按重量份计，将200份分子量为2000～5000的4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚和145～160份水加入到第二反应装置中，将温度调节至0～25℃，4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚搅拌溶解后直接加入1.0～3份还原剂；将5～15份步骤(1)制得的酯化单体、3～10份2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱与20～30份水混合均匀置于第一滴加装置中；1.5～3.5份氧化剂与30份水混合均匀于第二滴加装置中；5～20份不饱和酸与0.5～2份链转移剂与30份水混合均匀于第三滴加装置中；滴加0～50％的第三滴加装置的物料于第二反应装置中，并加入适量的促进剂，维持温度为0～25℃，再依次滴加第二滴加装置、第一滴加装置和剩余第三滴加装置中的物料，且第一滴加装置、第三滴加装置和第二滴加装...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟丽娜，方云辉，林艳梅，柯余良，李格丽，赖广兴，赖华珍，张小芳，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35