疏水改性降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法，该方法包括如下步骤：将甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚、疏水改性烯丙基聚乙二醇、丙烯酸和去离子水加入反应釜中，搅拌溶解得到A溶液；在A溶液中加入双氧水，并滴加丙烯酸、抗坏血酸的去离子水混合溶液，滴加完毕后，保温反应得到B溶液；在B溶液中加入液碱，调节pH值为6～8，即可得到疏水改性降粘型聚羧酸减水剂。本发明专利技术制得的疏水改性降粘型聚羧酸减水剂兼具良好的分散性、保坍性和增强性，且降粘性能优异，能大大提升高性能或超高性能混凝土的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
疏水改性降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术涉及聚羧酸减水剂的
，具体地指一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂作为第三代减水剂产品，具有掺量低、减水率高、保坍性好、分子结构可设计性强、工艺简单绿色环保、易于实现工业化等优点，已成为混凝土中不可或缺的关键组分。然而，具有高强和高耐久性的高性能或超高性能混凝土因胶材用量高、水胶比低，使得其拌和物粘度大、流动性小、气泡不易排出、泵送性能低、强度增长慢，大大限制了其推广与应用。如能通过对聚羧酸减水剂进行分子结构设计，在保证其具有良好的分散性、保坍性和增强性的前提下，赋予优异的降粘性，势必能进一步弥补高性能或超高性能混凝土的不足，从而大大推动其应用与发展。中国专利技术专利CN105367721A公开了一种降粘型聚羧酸超塑化剂的制备方法及其应用，该方法操作过程简单，所制备的聚羧酸超塑化剂用于高与超高强混凝土，可有效降低混凝土粘度，提高混凝土的和易性和流动速度，有利于泵送施工。所述方法为：由含羧基的单体a、含支化型侧链的单体b与含刚性环基团的单体c按摩尔比(4～15):1:(0.5～2)进行自由基共聚反应而得降粘型聚羧酸超塑化剂。所得聚羧酸超塑化剂可以用作水泥分散剂，大幅度降低混凝土的水胶比，且能有效降低高与超高强混凝土的粘度，提高其和易性与流动速度，可泵性优。中国专利技术专利CN106496445A公开了一种疏水小单体改性降粘型聚羧酸减水剂母料。区别于一般聚羧酸减水剂制备方法，底料中除340～350份聚醚大单体外，一次性加入3.0～8.0份疏水小单体、1.0～3.0份不饱和磺酸类小单体、7.0～12.0份丙烯酸；搅拌均匀后，一次性加入2.0～5.0份双氧水，然后开始滴加引发剂溶液、小单体溶液；小单体溶液由28.0～36.0份丙烯酸和25～40份水组成；滴加完毕后，自动保温1～2h，冷却到30℃后，加入6.0～10.0份液碱。此改性母液针对性适用于低水灰比或骨料中碎屑含量极高的胶凝材料拌合物，能显著降低拌合物粘度，改善和易性。中国专利技术专利CN107265906A公开了一种降粘型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法，减水剂合成原料为：低分子量嵌段改性不饱和聚氧乙烯醚共聚单体A、不饱和羧酸共聚单体B、烷基酚聚氧乙烯醚C、引发剂、还原剂、链转移剂、液碱和水；合成原料的质量比为：不饱和聚氧乙烯醚共聚单体A:不饱和羧酸共聚单体B:烷基酚聚氧乙烯醚C:引发剂:还原剂:链转移剂:液碱:水为(320～420):(24～36):(3～10):(1～5):(0.5～3):(0.5～4):(20～50):(400～500)。所得聚羧酸减水剂具有分散性能良好、降粘效果显著、与水泥适应性优良等特点，产品工艺简单，安全可靠，性能稳定，不含氯离子，对钢筋无锈蚀危害，对环境无污染等优点。上述技术方案均通过引入疏水改性的聚醚大单体或疏水小单体成功地制备了降粘型的聚羧酸减水剂，但所用的疏水改性聚醚大单体的合成工艺复杂或是疏水性过强，水溶性低，需烷基酚聚氧乙醚等乳化剂辅助分散，不利于聚合反应转化率的提高，乳化剂作为表面活性剂也会增加聚羧酸减水剂的引气性，不利于混凝土强度的增长，而所用的疏水小单体不仅存在水溶性差，转化率低的问题，也存在掺量低时，聚羧酸减水剂降粘效果不明显，掺量高则会大大降低聚羧酸的吸附、分散作用等问题。因此，针对现有技术的不足，开发一种制备工艺简单、分散性、保坍性和增强性良好、降粘性优异的聚羧酸减水剂具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂及其制备方法，该疏水改性降粘型聚羧酸减水剂兼具良好的分散性、保坍性和增强性，且降粘性能优异，能大大提升高性能或超高性能混凝土的综合性能；本专利技术的制备方法工艺简单、条件易控制，可操作性高。为实现上述目的，本专利技术设计的一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂，该聚羧酸减水剂的结构通式如下：式中：x、y、z、a、b和c为聚合度，且均为正整数；x＝10～15；y＝1～3；z＝35～45；a+b＝40～50，且a:b＝7:3～9:1；c＝15～25；R为-(CH2)n-CH3、苯环、萘环中的一种，且n＝2～7。作为优选实施方式地，所述疏水改性降粘型聚羧酸减水剂的分子量为20000～30000。本专利技术还提供一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：1)将甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚、疏水改性烯丙基聚乙二醇、丙烯酸和去离子水加入反应釜中，搅拌溶解得到A溶液；2)在A溶液中加入双氧水，并滴加丙烯酸、抗坏血酸的去离子水混合溶液，滴加完毕后，保温反应得到B溶液；3)在B溶液中加入液碱，调节pH值为6～8，即可得到疏水改性降粘型聚羧酸减水剂。作为优选实施方式地，所述甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚、疏水改性烯丙基聚乙二醇、丙烯酸、双氧水和抗坏血酸的摩尔比为1.0:(0.1～0.3):(3.3～4.8):(0.13～0.3):(0.02～0.03)。作为优选实施方式地，所述疏水改性烯丙基聚乙二醇由如下方法制备而成：在氮气保护下，将烯丙基聚乙二醇加入反应釜中，搅拌升温至70～80℃，加入氢氧化钠作催化剂，反应15～30min后缓慢加入1-溴代烃，在70～80℃下反应3.0～4.0h，加入去离子水，并用冰醋酸调节pH为4.8～5.2，继续反应0.5～1.0h，反应完毕烘干，即得白色固体疏水改性烯丙基聚乙二醇。作为优选实施方式地，所述烯丙基聚乙二醇与1-溴代烃的摩尔比为1:1；所述烯丙基聚乙二醇的分子量为700～1200；所述1-溴代烃选自1-溴丙烷、1-溴丁烷、1-溴戊烷、1-溴己烷、1-溴庚烷、1-溴辛烷、溴苯、1-溴萘中的一种。作为优选实施方式地，所述步骤1)中，甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚分子量为1900～2500。作为优选实施方式地，所述步骤1)中，丙烯酸的用量为丙烯酸总摩尔量的5％～10％。作为优选实施方式地，所述步骤2)中，丙烯酸的用量为丙烯酸总摩尔量的90％～95％。作为优选实施方式地，所述步骤2)中滴加时间为2.0～3.0h，保温反应的温度为10～40℃，保温反应的时间为1.0～2.0h。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：其一，本专利技术的聚羧酸减水剂分子中疏水烃基改性的聚氧乙烯侧链和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段型侧链相互作用，更有利于侧链的伸展，进一步增强了空间位阻作用，提高了分散性，同时还大大降低了整个聚羧酸分子的亲水性，更有利于降低混凝土拌合物的粘度。其二，本专利技术的烯丙基聚乙二醇分子链末端含有活性羟基，能与氢氧化钠反应生成醇钠后再与1-溴代烃亲核取代生成末端疏水性烃基改性的结构；采用疏水改性的烯丙基聚乙二醇与聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段型聚醚大单体、丙烯酸进行水溶液自由基共聚，从而制得减水性、保坍性、增强性良好，降粘性优异的疏水改性降粘型聚羧酸减水剂。其三，本专利技术的聚羧酸减水剂的分子量控制在20000～30000的较低的范围内，更有利于聚羧酸分子在水泥颗粒表面产生多层吸附，形成更厚的水化膜，不仅能提高空间位阻作用，也能起到更好的保坍作用。其四，本专利技术的聚羧酸减水剂能大大降粘混凝土拌合物的粘度，更有利于气泡的排出，从而有利于混凝土强度的增加。其五，本专利技术的聚羧酸减水剂的制备方法简单、条件易控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂，其特征在于：该聚羧酸减水剂的结构通式如下：

【技术特征摘要】
1.一种疏水改性降粘型聚羧酸减水剂，其特征在于：该聚羧酸减水剂的结构通式如下：式中：x、y、z、a、b和c为聚合度，且均为正整数；x＝10～15；y＝1～3；z＝35～45；a+b＝40～50，且a:b＝7:3～9:1；c＝15～25；R为-(CH2)n-CH3、苯环、萘环中的一种，且n＝2～7。2.根据权利要求1所述的疏水改性降粘型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述疏水改性降粘型聚羧酸减水剂的分子量为20000～30000。3.一种疏水改性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)将甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚、疏水改性烯丙基聚乙二醇、丙烯酸和去离子水加入反应釜中，搅拌溶解得到A溶液；2)在A溶液中加入双氧水，并滴加丙烯酸、抗坏血酸的去离子水混合溶液，滴加完毕后，保温反应得到B溶液；3)在B溶液中加入液碱，调节pH值为6～8，即可得到疏水改性降粘型聚羧酸减水剂。4.根据权利要求3所述的疏水改性降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯基醚、疏水改性烯丙基聚乙二醇、丙烯酸、双氧水和抗坏血酸的摩尔比为1.0:(0.1～0.3):(3.3～4.8):(0.13～0.3):(0.02～0.03)。5.根据权利要求3所述的疏水改性降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述疏水改性烯丙基聚乙二醇由如下方法制备而成：在氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉军，李顺凯，明阳，沈尔卜，韦鹏亮，王文荣，
申请(专利权)人：中交二航武汉港湾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42