一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法：将一定比例的聚醚大单体、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℃，开始加入一定量初始引发剂、渗透剂、链转移剂；5min后，开始滴加溶液A和溶液B，10min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的滴加时间为a+0.5小时；溶液C由一定比例的丙烯酸烷基酯和水组成，溶液A由抗坏血酸和水组成，溶液B由双氧水和水组成；4)滴加结束后，升温至70‑75℃，保持温度恒定，熟化b小时，即得所述的一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂。本发明专利技术制备的聚羧酸保坍剂对高碱度水泥及其他高碱度水泥环境具有良好的适应性，坍落度保持能力良好。

【技术实现步骤摘要】
一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种双初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法。
技术介绍
普通水泥熟料中的碱被认为是影响混凝土后期性能的劣化成分之一，最主要的体现就是与水泥基材料的早期开裂敏感性有着密切的关联。我国地域广袤，有些地区水泥中的碱含量偏高，并且随着水泥原材料来源越来越广泛，以及水泥干法窑生产技术的采用发展，其生产的水泥熟料中的碱含量不断增加。即使有些水泥中虽然碱含量虽然较低，但在使用过程中加入的各种外加剂中的可溶碱等行为的影响，将使材料体系中的碱浓度大大增加，使碱的问题更加突出。另一方面，有些特殊水泥，如碱矿渣水泥，其混凝土具有高强、高耐久性，但其收缩大、易开裂的缺点，阻碍其进行广泛的应用。具体来说，水泥的结合质子的能力与水泥碱度关系密切，呈一定程度的正相关。面对这一新情况，适用于高碱度水泥的聚羧酸保坍剂必须满足在初期无锚固基团或者说只有少量锚固基团的要求，这样才能在初期不被吸附；否则被这种具有强吸附能力的水泥颗粒完全吸附，后期整个分子都将被水化产物包覆，从而失去空间位阻作用，导致无法发挥出良好的保坍效果，最终造成混凝土开裂。专利CN105693946A公开了一种抗裂高保坍混凝土聚羧酸减水剂，包括如下重量份的组分：异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体25-35份，异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体40-50份，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸3.5-4.5份，烯丙基聚氧乙烯醚4-5份，马来酸酐3-5份，富马酸二甲酯2.5-3.5份，丙烯酸羟烷基酯3-5份，次磷酸钠4-8份，酒石酸0.5-1.5份，水80-83份，氢氧化钠15-21份。该专利技术对水泥的适应性好，掺量小、减水率高能够降低水灰比，增加流动度，且坍落度损失小、早强效果显著、能改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的耐久性。专利CN104628972A公开了一种抗裂减缩型聚羧酸系减水剂的制备方法，该专利技术具体步骤如下：先利用甘醇类有机小分子将丙烯酰胺水溶液进行预处理得到醇胺水溶液，然后将上述预处理得到的醇胺水溶液和不饱和聚氧乙烯醚大单体、纤维素醚置于釜中，加入水，在引发剂作用下滴加含有不饱和双键的羧酸类小单体与链转移剂的混合水溶液，同时滴加还原剂的水溶液，通过自由基溶液聚合，反应结束后中和剂调整pH为5-7，得到一种抗裂减缩型聚羧酸系减水剂。该专利技术低温合成、工艺环保，兼具高减水性能，对混凝土中塑性收缩、干燥收缩、自收缩、碳化收缩等引起的混凝土结构开裂有显著的减缓和控制作用。专利CN103121805A公开了一种高性能混凝土抗裂高效减水剂，该减水剂由下述质量份的原料组成：对氨基苯磺酸190-200份、三聚氰胺16-26份、儿茶酚12-17份、苯酚93-103份、质量浓度为37％的甲醛溶液190-210份、质量浓度为30％的NaOH溶液50-60份、壬基酚聚氧乙烯醚5-7份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-7份、质量浓度为98％的柠檬酸溶液25-35份、硫酸铝4-6份、水350-380份。该专利技术具有减水率高、适应性强的特点，可适用于商品混凝土、高强度高性能混凝土、大体积混凝土、特殊的钢筋混凝土、构筑物工程水土混凝土。区别于以上专利，本专利技术针对高碱度水泥的特点，设计选用无锚固基团或低锚固基团，即主要是不含羧基的小单体材料，通过合理的工艺设计，制备出一种适用于高碱度水泥的一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂。
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初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法。随着各种因素的影响，水泥碱度对混凝土性能的影响及对预拌混凝土坍落度保持能力的负面相应，以及各种高碱度特殊水泥的应用发展，亟待一种适用于高碱度水泥环境的聚羧酸保坍剂。为解决这个问题，本专利技术选用无锚固基团，即主要是不含羧基的小单体原料进行聚合反应，采用易水解的丙烯酸烷基酯代替不饱和羧酸等单体，与其他具有延迟水解效应的功能单体交联；普通聚羧酸保坍剂采用的不饱和羧酸反应活性较大，但是所选用的无锚固基团单体的反应活性小于不饱和羧酸的，必须采用多重引发体系，并配合较高的反应温度，才能保证聚合反应的正常进行，针对这一特点，提供较高的反应温度，最终获得支链分布均质合理的分子结构；引入新型磷酸酯功能单体，具有一定的空间位阻作用，还可以先一步占据水泥颗粒表面位置的同时，避免减水剂分子被层状吸附质吸附而最终被水化产物包覆，具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，最终获得适用于高碱度环境的，具有良好的坍落度保持能力的聚羧酸保坍剂产品。本专利技术的技术方案如下：一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征在于：所述初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、丙烯酸烷基酯、磷酸酯功能单体、初始引发剂、双氧水、抗坏血酸、链转移剂、渗透剂、中和剂、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330-355份聚醚大单体、2-6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0.08-0.2份渗透剂、1.5-4.4份链转移剂、2-4.5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、溶液B滴加完毕后，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的滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸和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33-44份丙烯酸烷基酯和30-40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，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％的初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂。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；优选异戊烯醇聚氧乙烯醚。所述丙烯酸烷基酯由丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或几种组成；优选质量比为2:1的丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的组合物。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；优选质量比为2:1的甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯和乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯的组合物。所述初始引发剂具体由过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸氢钠、过硫酸钠中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的过硫酸铵和过硫酸氢钠的组合物。所述渗透剂由硫酸化蓖麻油、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；优选阴离子型渗透剂；优选烷基苯磺酸钠。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、丙烯基磺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征在于：所述初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、丙烯酸烷基酯、磷酸酯功能单体、初始引发剂、双氧水、抗坏血酸、链转移剂、渗透剂、中和剂、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330‑355份聚醚大单体、2‑6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0.08‑0.2份渗透剂、1.5‑4.4份链转移剂、2‑4.5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、溶液B滴加完毕后，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的滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5‑1.3份抗坏血酸和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33‑44份丙烯酸烷基酯和30‑40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，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％的初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂。...

【技术特征摘要】
1.一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征在于：所述初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、丙烯酸烷基酯、磷酸酯功能单体、初始引发剂、双氧水、抗坏血酸、链转移剂、渗透剂、中和剂、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330-355份聚醚大单体、2-6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0.08-0.2份渗透剂、1.5-4.4份链转移剂、2-4.5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、溶液B滴加完毕后，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的滴加时间为a+0.5小时；溶液A由0.5-1.3份抗坏血酸和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33-44份丙烯酸烷基酯和30-40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，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％的初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂。2.根据权利要求1所述一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂，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所述一种初始无锚固基团的聚羧酸保坍剂，其特征在于：所述丙烯酸...

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