一种早强型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法技术

一种早强型聚羧酸高性能减水剂通过引入甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体，利用树枝状大分子的超支化及酰胺基团早强特性，和引入大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体，利用其长侧链空间位阻及早强功能，最后用不饱和磺酸钠小分子进一步增强早强效果。该早强型聚羧酸高性能减水剂为早强效果明显、综合性能优越的早强型聚羧酸高性能减水剂。一种早强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，本方法先制制备甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体，然后制备得到早强型聚羧酸高性能减水剂，该制备方法具有步骤简单的优点。

An early strength polycarboxylic superplasticizer and its preparation method

An early-strength polycarboxylic acid superplasticizer was prepared by introducing a dendritic macromolecule copolymer with butylene diamine terminated by methacrylic acid as the nucleus, utilizing the hyperbranching and early-strength properties of the dendritic macromolecule, and introducing a macromonomer of isoprenyl polyoxyethylene ether with high molecular weight, and utilizing the steric hindrance of its long side chain as early as possible. Function, and finally use unsaturated sodium sulfonate small molecules to further enhance the early strength effect. The early strength polycarboxylic acid superplasticizer with high performance is an early strength polycarboxylic acid superplasticizer with obvious early strength effect and superior comprehensive performance. A preparation method of early-strength polycarboxylic acid superplasticizer with high performance is described. The method first prepares dendrimers with butadiene terminated by methacrylic acid as core, and then prepares the early-strength polycarboxylic acid superplasticizer with high performance. The preparation method has the advantages of simple steps.

【技术实现步骤摘要】
一种早强型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法
本专利技术属于混凝土外加剂
，特别是涉及一种早强型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法。
技术介绍
随着混凝土技术的不断发展和完善，混凝土作为常用的建筑基础材料之一，在越来越多的领域得到广泛的应用，与此同时混凝土性能也提出了越来越高的要求。和易性优良、易于泵送施工、高强、高耐久性以及超早强等性能受到越来越多的关注。早强、超早强混凝土在公路、桥梁、港口、预制构件、预应力高强管桩等工程的施工以及维修加固中具有广泛的市场应用前景，住房商品化的不断推进，也促使早强、超早强混凝土快速发展。在传统的混凝土设计中，通常采用降低水胶比、提高水泥用量或等级、掺加早强剂来提高早期强度，但提高水泥用量一方面提高了成本，一方面会影响体积稳定性，增大开裂的危险性。而常用的无机早强剂含有氯离子，会对钢筋造成锈蚀，降低建筑物的耐久性，而被限制使用。醇胺类早强剂价格高昂亦限制了其推广应用。CN103304181A公开了一种早强型聚羧酸高性能减水剂，由如下组分按重量百分比组成：聚羧酸系减水剂为10％～20％，氯化钙为10％～17％，亚硝酸钠为10％～20％，三乙醇胺为1％～3％。该具有早强效果优异、减水率高、保坍效果好、掺量小等优点。但从该专利的制备方法可以发现，该早强型减水剂主要是在普通聚羧酸减水剂的基础上通过简单地复配而制得，并没有从根本的聚羧酸减水剂的分子结构上进行改进，其产品可能存在与材料的适应性及复配储存稳定性等问题。CN105645810A公开了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及制备方法。该减水剂由甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、马来酸酐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、双氧水、过硫酸铵、L-抗坏血酸、二水甲醛合次硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基丙酸、氢氧化钠和水组成。制得的早强型减水剂产品应用于混凝土凝结时间明显缩短，能显著提高混凝土早期强度，对钢筋无锈蚀作用及碱集料反应。但该产品由于只是引入了小分子量的酰胺基团和磺酸基基团，虽生产工艺简单，但单纯通过小分子的酰胺和磺酸基团能起到的早强效果有限。上述的几种早强型聚羧酸减水剂，通过复配或合成中引入小分子酰胺及磺酸基团，一定程度上能起到早强效果，但在早强效果、材料环境适应性上无法满足早强、超早强混凝土的日趋严格市场应用需求。因此开发出一种早强效果明显、综合性能优越的早强型聚羧酸高性能减水剂具有重要意义。因此，针对现有技术不足，提供一种早强型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法以克服现有技术不足甚为必要。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种早强型高性能聚羧酸减水剂，该早强型高性能聚羧酸减水剂具有早强效果显著、分散性能良好和水泥等材料适应性优良等特点。本专利技术的上述目的通过如下技术手段实现。提供一种早强型聚羧酸高性能减水剂，合成原料含有大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体和甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体。合成原料还含有不饱和磺酸钠共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。优选的，上述大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体的分子量为4000～6000。优选的，上述甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体化学式如下：以质量份计，合成原料的配比为，大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体：350～400份；甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体：25～35份；不饱和磺酸钠共聚单体：5～10份；不饱和羧酸共聚单体：28～32份；引发剂：1.5～2.5份；还原剂：1.0～1.6份；链转移剂：0.8～1.6份；液碱：30～45份；水：410～450份。以质量份计，所述甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体的合成原料配比如下，丁二胺A：6～8份；甲醇A：20～30份；甲基丙烯酸甲酯：35～45份；丁二胺B：30～40份；甲醇B：20～30份；甲基丙烯酸：6～8份；阻聚剂对苯二酚：0.2～0.5份。优选的，上述不饱和磺酸钠共聚单体为丙烯磺酸钠或者甲基丙烯磺酸钠。优选的，上述不饱和羧酸共聚单体为甲基丙烯酸、丙烯酸或者马来酸酐中的至少一种。优选的，上述引发剂为双氧水、过硫酸铵或者过硫酸钾中的至少一种。优选的，上述还原剂为亚硫酸钠、L-抗坏血酸、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁或者甲醛合次硫酸氢钠中的至少一种。优选的，上述链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、3-巯基丙酸、巯基乙醇或者巯基乙酸中的至少一种。本专利技术通过引入甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体，利用树枝状大分子的超支化及酰胺基团早强特性，和引入大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体，利用其长侧链空间位阻及早强功能，最后用不饱和磺酸钠小分子进一步增强早强效果。该早强型聚羧酸高性能减水剂为早强效果明显、综合性能优越的早强型聚羧酸高性能减水剂。本专利技术的另一专利技术目的在于提供一种早强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，该制备方法具有步骤简单的优点。一种早强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，包括如下步骤，(1)甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体的制备：往反应器中加入甲醇A和丁二胺A，在50～60℃下搅拌至丁二胺A溶解，加入甲基丙烯酸甲酯，在50～60℃下反应10～12h，减压蒸馏得到中间体Ⅰ；往中间体Ⅰ中加入丁二胺B和甲醇B配制而成的溶液，在90～100℃下反应10～12h，减压蒸馏得到中间体Ⅱ；往中间体Ⅱ加入甲基丙烯酸和阻聚剂对苯二酚，N2氛围下，在70～90℃下搅拌3～5h，减压蒸馏得到甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体。(2)早强型聚羧酸减水剂的制备：往反应器中加入大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体和甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体，然后加水，搅拌，加热至50℃～60℃，使固体溶解，再加入引发剂，搅拌5～10min，同时滴加I料溶液和II料溶液，控制I料溶液在3～4h加毕，控制II料溶液在3.5～4.5h加毕，滴完I料溶液和II料溶液后在50～60℃下反应1～2h，冷却至30℃加液碱中和至pH值6～7，得到早强型聚羧酸减水剂。优选的，上述I料溶液为不饱和磺酸钠共聚单体和不饱和羧酸共聚单体的水溶液。优选的，上述II料溶液为还原剂和链转移剂的水溶液。优选的，上述中间体Ⅰ的化学结构式如下：优选的，上述中间体Ⅱ的化学结构式如下：本专利技术的一种早强型聚羧酸高性能减水剂的制备方法，本方法先制制备甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体，然后制备得到早强型聚羧酸高性能减水剂，该制备方法具有步骤简单的优点。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例1。一种早强型聚羧酸高性能减水剂，合成原料含有大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体和甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体。合成原料还含有不饱和磺酸钠共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体的分子量为4000～6000。甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体化学式如下：以质量份计，合成原料的配比为，大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体：350～400份；甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体：25～35份；不饱和磺酸钠共聚单体：5～10份；不饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于，合成原料含有大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体和甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体。

【技术特征摘要】
1.一种早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于，合成原料含有大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体和甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体。2.根据权利要求1所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：合成原料还含有不饱和磺酸钠共聚单体、不饱和羧酸共聚单体、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水。3.根据权利要求2所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体的分子量为4000～6000。4.根据权利要求3所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体化学式如下：5.根据权利要求4所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：以质量份计，合成原料的配比为，大分子量的异戊烯基聚氧乙烯醚大单体：350～400份；甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体：25～35份；不饱和磺酸钠共聚单体：5～10份；不饱和羧酸共聚单体：28～32份；引发剂：1.5～2.5份；还原剂：1.0～1.6份；链转移剂：0.8～1.6份；液碱：30～45份；水：410～450份。6.根据权利要求5所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于，以质量份计，所述甲基丙烯酸封端的丁二胺为核的树枝状大分子共聚单体的合成原料配比如下，丁二胺A：6～8份；甲醇A：20～30份；甲基丙烯酸甲酯：35～45份；丁二胺B：30～40份；甲醇B：20～30份；甲基丙烯酸：6～8份；阻聚剂对苯二酚：0.2～0.5份。7.根据权利要求6所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述不饱和磺酸钠共聚单体为丙烯磺酸钠或者甲基丙烯磺酸钠。8.根据权利要求7所述的早强型聚羧酸高性能减水剂，其特征在于：所述不饱和羧酸共聚单体为甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲以林，陆智明，巫晓鑫，黄凯波，蒙志泉，何洞坤，蔡冠杰，邓焕友，
申请(专利权)人：广东瑞安科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44