一种降粘抗泥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抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，通过先酯化接枝强疏水性的刚性结构端基功能单体，再通过3‑羟丙基乙烯基聚氧乙烯醚、不饱和酸与其他小单体共聚，得到所述聚羧酸减水剂。在各种基团的协同作用下，通过本发明专利技术的制备方法制备的聚羧酸减水剂获得了显著的降粘功能、优良的抗泥性能及掺量敏感度低的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术属于建筑材料外加剂
，尤其涉及一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
近年来，随着中国城市化的进行及建筑行业的不断发展，建筑工程行业出现两大问题：一是种类各异的机制砂已经成为混凝土中主要的细骨料，机制砂中不同成分的泥对外加剂的选择性、适应性和施工性能带来了新的挑战；二是出现了大量C50以上的高强度的混凝土，这些混凝土因其流动性好、强度高和耐久性优良等特点，在桥梁工程及高层建筑中得到了大量的应用。这些高强度混凝土采用大量的胶凝材料和较低的水胶比，导致混凝土出现粘度高、流速慢、不易施工等的问题。高强度混凝土的高粘度成为了其施工应用中的一大难题，混凝土的高粘度将导致泵送压力过大、堵泵等一系列的施工问题。同时，也为混凝土布料增加了很大的工作量。因此，对于采用机制砂配置的高强混凝土，不仅需要聚羧酸外加剂具有良好的减水保坍性能，还需要其具有一定的抗泥效果和优良的降粘性能。传统的降粘外加剂主要通过复配具有降粘作用的成分(如聚乙二醇，引气剂)或掺和骨料(如粉煤灰，硅粉等)，以达到降低混凝土粘度、改善混凝土性能的目的。如公开号为CN20091077550的专利申请在聚羧酸减水母液的基础上，通过复配带有降粘作用的组分聚乙二醇，但该组分成本高，且无减水作用，经济效益差。如公开号为CN102775110的专利申请报道了在制备超高强混凝土中，采用沸石粉和葡萄糖酸钠作为降粘保塑剂，再辅助超细矿渣粉、微细石灰石粉和微珠，以大大降低超高强混凝土的粘度，然而，这些措施致使掺量高达10％以上，大幅度增加了混凝土成本，并且超细无机粉体堆积密度小，单位体积质量小，不方便运输和使用。另外一种方法则是直接合成带有降粘作用的降粘减水剂，如公开号为CN10426225A的专利申请公开了一种降粘型聚羧酸系减水剂的制备方法，该方法以季铵盐类不饱和小单体、不饱和脂类小单体、不饱和酸类小单体和不饱和聚酯大单体合成聚羧酸减水剂，该减水剂具有较好的抗泥与保坍作用，但是对混凝土的降粘效果甚微。
技术实现思路
针对现有技术中聚羧酸外加剂对于机制砂配置的高强混凝土的抗泥性能差、选择性高和降粘效果不明显等问题，本专利技术的目的在于提供一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，通过该方法制备的聚羧酸减水剂具有适应性好、抗泥性能优良、降粘功能显著及掺量敏感度低等优点。具体的，本专利技术提供了一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体(也简称为PP)的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为600～2500的甲基烯丙基聚氧乙烯醚(也简称为HPEG)和5-20份焦磷酸加入三口烧瓶中，在80℃-100℃下反应5-20h，反应结束后加入10-50份水，得到所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体(PP)；(2)C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体(也简称为WP)的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为300～1200的C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚(也简称为APEO)、10-30份甲基丙烯酸、0.5-5.0份第1催化剂和0.3-3.0份第1阻聚剂加入反应瓶中，加热到70℃-150℃，在该温度下反应3-10h，反应结束后，加入10-50份水，得到所述C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体(WP)；(3)聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(也简称为MP)的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为500～2000的聚乙二醇单甲醚(也简称为MPEG)、10-50份甲基丙烯酸、0.5-5.0份第2催化剂和0.3-3份第2阻聚剂加入反应瓶中，加热到70℃-150℃，在该温度下反应3-10h，反应结束后，加入10-50份水，得到所述聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MP)；(4)共聚反应：按质量份计，将40～200份甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体(PP)、10～100份C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体(WP)、10～100份聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MP)、2.0～20.0份不饱和酸和100份水加入反应瓶中混合，搅拌溶解后，加入1.0～10.0份引发剂；加毕，使反应温度保持在10℃-45℃，在0.5～5小时内，同时滴加由10～50份不饱和酸和50份水混合得到的第一混合溶液、由0.5～10.0份链转移剂、0.1～2.0份还原剂和50份水混合得到的第二混合溶液、由10～200份分子量为300～2500的3-羟丙基乙烯基聚氧乙烯醚(也简称为PPEG)和50份水混合得到的第三混合溶液，滴加完毕，继续反应0.5～2.0小时；(5)中和反应：反应完毕，向步骤(4)所得终产物中加入质量浓度为10％～50％的碱液调整pH值至5-7，即得到所述降粘抗泥型聚羧酸减水剂。在一个优选的实施方案中，所述降粘抗泥型聚羧酸减水剂的数均分子量为5000～20000，且具有如下所示的结构式：其中：x为1～100的整数，y为1～600的整数，z为1～100的整数，m为1～100的整数，n为1～100的整数，a为15～30的整数，d为3～25的整数，e为10～50的整数，b为10～100的整数。优选，本专利技术方法中采用的水为去离子水。还优选，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)的分子量为800～1200。还优选，所述烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)的分子量为600～1200，例如，所述烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)的分子量为800、1000或1200。还优选，所述聚乙二醇单甲醚(MPEG)的分子量为750～1200，例如，所述聚乙二醇单甲醚(MPEG)的分子量为750、1000或1200。还优选，所述3-羟丙基乙烯基聚氧乙烯醚(PPEG)的分子量为600～1100，例如，所述3-羟丙基乙烯基聚氧乙烯醚(PPEG)的分子量为600、800或1100。在另一个优选的实施方案中，在本专利技术方法的步骤(2)中所用的C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚，且在步骤(2)和步骤(3)中所用的第1催化剂和第2催化剂分别独立选自对甲苯磺酸、浓硫酸及其组合，在步骤(2)和步骤(3)中所用的第1阻聚剂和第2阻聚剂分别独立选自对苯二酚、噻吩嗪及其组合。在还另一个优选的实施方案中，在所述步骤(4)共聚反应中使用的所述不饱和酸为丙烯酸或甲基丙烯酸。在还另一个优选的实施方案中，在所述步骤(4)共聚反应中使用的所述引发剂选自过氧苯甲酰、过氧化氢、双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾及其组合，优选在所述步骤(4)共聚反应中使用的所述引发剂为双氧水。在还另一个优选的实施方案中，在所述步骤(4)共聚反应中使用的所述链转移剂为含巯基链转移剂，优选，所述含巯基链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸或巯基乙醇。在还另一个优选的实施方案中，在所述步骤(4)共聚反应中使用的所述还原剂选自硫酸亚铁、L-抗坏血酸、甲醛次合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为600～2500的甲基烯丙基聚氧乙烯醚和5-20份焦磷酸加入三口烧瓶中，在80℃-100℃下反应5-20h，反应结束后加入10-50份水，得到所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体；/n(2)C

【技术特征摘要】
1.一种降粘抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为600～2500的甲基烯丙基聚氧乙烯醚和5-20份焦磷酸加入三口烧瓶中，在80℃-100℃下反应5-20h，反应结束后加入10-50份水，得到所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体；
(2)C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为300～1200的C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚、10-30份甲基丙烯酸、0.5-5.0份第1催化剂和0.3-3.0份第1阻聚剂加入反应瓶中，加热到70℃-150℃，在该温度下反应3-10h，反应结束后，加入10-50份水，得到所述C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体；
(3)聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的制备：在氮气存在条件下，按质量份计，将100份分子量为500～2000的聚乙二醇单甲醚、10-50份甲基丙烯酸、0.5-5.0份第2催化剂和0.3-3份第2阻聚剂加入反应瓶中，加热到70℃-150℃，在该温度下反应3-10h，反应结束后，加入10-50份水，得到所述聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯；
(4)共聚反应：按质量份计，将40～200份甲基烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯单体、10～100份C1-C10烷基酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯单体、10～100份聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、2.0～20.0份不饱和酸和100份水加入反应瓶中混合，搅拌溶解后，加入1.0～10.0份引发剂；
加毕，使反应温度保持在10℃-45℃，在0.5～5小时内，同时滴加由10～50份不饱和酸和50份水混合得到的第一混合溶液、由0.5～10.0份链转移剂、0.1～2.0份还原剂和50份水混合得到的第二混合溶液、由10～200份分子量为300～2500的3-羟丙基乙烯基聚氧乙烯醚和50份水混合得到的第三混合溶液，滴加完毕，继续反应0.5～2.0小时；
(5)中和反应：反应完毕，向步骤(4)所得...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾贤华，朱巧勇，黄文耀，张乐，熊浩男，徐逸丹凤，于飞宇，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33