一种交联型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种交联型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括：将丙烯酸聚乙二醇双酯、丙烯酸和聚醚单体混合共聚得到所述交联型聚羧酸减水剂。本发明专利技术提供的交联型聚羧酸减水剂的制备方法，通过引入含有两个双键的丙烯酸聚乙二醇双酯单体参与反应，使聚羧酸减水剂单一直链结构变成交联网状结构，从而降低其对混凝土中粉料吸附性；同时，机制砂中含粉量波动较大时，交联型聚羧酸减水剂的用量不会发生较大的变化，降低了聚羧酸系减水剂的敏感性，改善了聚羧酸系减水剂与混凝土材料的适应性。此外，本发明专利技术直接通过共聚单体即可达到改变聚羧酸减水剂的化学结构的效果，生产工艺简单。工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种交联型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于建筑材料混凝土减水剂
，尤其涉及一种交联型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]随着生产混凝土用的天然砂日益枯竭，混凝土生产领域对机制砂的需求越来越高，要求也越来越高。但是由于机制砂粒型棱角多，含泥含粉量大，导致机制砂配制的混凝土经常出现和易性不佳、易发生泌水、离析等现象，这些现象均会导致混凝土的匀质性变差以及强度离散性较大。
[0003]生产中一般采用加入聚羧酸减水剂的方法来改善机制砂配制的混凝土性能。常用的聚羧酸减水剂通常为化学结构单一的梳型结构，并且在较长的高分子主链上具有一些活性基团，这种结构的聚羧酸减水剂具有敏感性高和对混凝土中粉料吸附性强的缺点。当机制砂中含泥含粉量增大时，聚羧酸减水剂的用量会大幅度增大，并且导致混凝土的坍落度损失过大；当机制砂中含泥含粉量降低时，聚羧酸减水剂的用量会大幅度下降，并且导致混凝土状态变差。目前，可以通过改变聚羧酸减水剂的化学结构来改善其分散性极强，敏感性高和对混凝土中粉料吸附性强的缺点。
[0004]CN106046274A公开了一种网状聚羧酸减水剂及其制备方法，所述制备方法包括：通过二烯类胺将两个孤立的聚羧酸分子连接起来，增加聚羧酸分子空间位阻，实现聚羧酸结构从梳型到网状结构的变化。
[0005]CN101066851A公开了一种聚羧酸盐类混凝土保坍剂，采用两步法制备聚羧酸盐类混凝土保坍剂，首先进行水性自由基共聚反应得到聚羧酸分子，再采用带有双端基环氧基团的交联剂对聚羧酸分子进行交联处理，得到的聚羧酸盐类混凝土保坍剂。
[0006]CN112194762A公开了一种非交联网状聚羧酸减水剂制备方法，所述制备方法主要通过采用过氧化物
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可聚合叔胺构建氧化还原引发体系，引发不饱和聚醚大单体和不饱和酸类小单体进行自由基聚合反应得到非交联网状聚羧酸减水剂，有效改善了现有聚羧酸系减水剂结构单一的问题。
[0007]上述文献虽然均对聚羧酸减水剂的化学结构进行了改进，并达到了改善混凝土性能的效果，但上述文献中均采用先合成聚羧酸单链结构后，再通过能与羧基进行反应的双基团或多基团分子进行交联，或通过添加多种无机盐及其他有机物质与母液进行复配得到形成网状结构，生产工艺复杂，并且会导致网状结构聚羧酸分子出现分子量偏大，母液变稠减水率下降等现象。
[0008]因此，如何设计一种聚羧酸减水剂的制备方法，能够直接通过共聚单体对聚羧酸减水剂的化学结构进行调整，解决其敏感性高和对混凝土中粉料吸附性强的技术问题至关重要。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种交联型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，通过引入含有两个双键的丙烯酸聚乙二醇双酯单体参与反应使聚羧酸减水剂单一直链结构变成交联网状结构，降低其与混凝土的接触，从而降低其对混凝土中粉料吸附性；同时，机制砂中含粉量波动较大时，交联型聚羧酸减水剂的用量不会发生较大的变化，降低了聚羧酸系减水剂的敏感性，改善了聚羧酸系减水剂与混凝土材料的适应性。此外，本专利技术直接通过共聚单体即可达到改变聚羧酸减水剂的化学结构的效果，生产工艺简单。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种交联型聚羧酸减水剂的制备方法，所述制备方法包括：
[0012]将丙烯酸聚乙二醇双酯、丙烯酸和聚醚单体混合共聚得到所述交联型聚羧酸减水剂。
[0013]本专利技术在交联型聚羧酸减水剂的制备过程中加入丙烯酸聚乙二醇双酯单体，丙烯酸聚乙二醇双酯单体中含有的两个碳碳双键均参与自由基共聚反应，从而使得只有聚醚单体与丙烯酸共聚反应的直链结构变成交联网状结构。
[0014]本专利技术提供的交联型聚羧酸减水剂的制备方法，通过引入含有两个双键的丙烯酸聚乙二醇双酯单体参与反应使聚羧酸减水剂单一直链结构变成交联网状结构，降低其与混凝土的接触，从而降低其对混凝土中粉料吸附性；同时，机制砂中含粉量波动较大时，交联型聚羧酸减水剂的用量不会发生较大的变化，降低了聚羧酸系减水剂的敏感性，改善了聚羧酸系减水剂与混凝土材料的适应性。此外，本专利技术直接通过共聚单体即可达到改变聚羧酸减水剂的化学结构的效果，生产工艺简单。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述丙烯酸聚乙二醇双酯由丙烯酸和聚乙二醇进行酯化反应制备得到。
[0016]本专利技术中，优先选取分子量为600的聚乙二醇与丙烯酸进行酯化反应制备丙烯酸聚乙二醇双酯，反应方程式为：CH2＝CH
‑
COOH+HO(CH2CH2O)
n
H
→
CH2＝CHCOO(CH2CH2O)
n
COCH＝CH2+H2O。
[0017]优选地，所述酯化反应过程中，还加入阻聚剂和催化剂。
[0018]优选地，所述阻聚剂包括对苯二酚。
[0019]优选地，所述催化剂包括对甲苯磺酸。
[0020]优选地，所述酯化反应在油浴加热的条件下进行。
[0021]本专利技术中，将丙烯酸、聚乙二醇、阻聚剂和催化剂在反应釜中搅拌均匀后进行油浴加热。同时，对搅拌的时间不做限定，搅拌至均匀即可。
[0022]优选地，所述油浴加热的温度为100～120℃，例如可以是100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]本专利技术限定了油浴加热的温度为100～120℃，当温度高于120℃时，会导致产物活性降低，这是由于高温会导致参与共聚的双键断裂，从而无法参与反应；当温度低于100℃时，会导致导致酯化率低，反应速度过慢，这是由于温度影响反应速率以及产品的转化率。
[0024]优选地，所述油浴加热的时间为5～7h，例如可以是5h、5.2h、5.5h、5.8h、6h、6.2h、6.5h、6.8h或7h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述丙烯酸的质量分数为19～20wt％，例如可以是19wt％、19.1wt％、19.2wt％、19.3wt％、19.4wt％、19.5wt％、19.6wt％、19.7wt％、19.8wt％、19.9wt％或20wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]本专利技术限定了丙烯酸的质量分数为19～20wt％，当丙烯酸的质量分数高于20wt％，会导致产品的有效含量降低，这是由于丙烯酸加入量过高后，不再参与酯化反应并且产品的丙烯酸残留量变大；当丙烯酸的质量分数低于19wt％，会导致产品的有效含量降低，这是由于丙烯酸的与聚乙二醇的酯化反应在一端，另一端的酯化率降低。
[0027]优选地，所述聚乙二醇的质量分数为77～79wt％，例如可以是17wt％、77.2wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将丙烯酸聚乙二醇双酯、丙烯酸和聚醚单体混合共聚得到所述交联型聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸聚乙二醇双酯由丙烯酸和聚乙二醇进行酯化反应制备得到；优选地，所述酯化反应过程中，还加入阻聚剂和催化剂；优选地，所述阻聚剂包括对苯二酚；优选地，所述催化剂包括对甲苯磺酸；优选地，所述酯化反应在油浴加热的条件下进行；优选地，所述油浴加热的温度为100～120℃；优选地，所述油浴加热的时间为5～7h。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸的质量分数为19～20wt％；优选地，所述聚乙二醇的质量分数为77～79wt％；优选地，所述阻聚剂的质量分数为0.8～1.5wt％；优选地，所述催化剂的质量分数为1～2wt％。4.根据权利要求1
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3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括加入链转移剂、引发剂和溶剂；优选地，所述链转移剂包括巯基丙酸；优选地，所述引发剂包括第一引发剂和第二引发剂；优选地，所述溶剂为去离子水。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：所述丙烯酸和丙烯酸聚乙二醇双酯在去离子水中混合后形成一次滴加液，所述链转移剂和第一引发剂溶于去离子水形成二次滴加液，所述聚醚单体溶于去离子水，随后滴加第二引发剂形成单体溶液，然后将所述一次滴加液和二次滴加液滴加至所述单体溶液中，得到所述交联型聚羧酸减水剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸聚乙二醇双酯的质量分数为0.5～1.5wt％；优选地，所述丙烯酸的质量百分数为2～4wt％；优选地，所述一次滴加液中去离子水的质量分数为5～7wt％；优选地，所述一次滴加液在搅拌下制备得到；优选地，所述链转移剂的质量分数为0.1～0.18wt％；优选地，所述二次滴加液中去离子水的质量分数为8～12wt％；优选地，所述第一引发剂为维生素C；优选地，所述维生素C的质量分数为0.05～0.1wt％；优选地，所述二次滴加液在搅拌下制备得到。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述聚醚单体的质量分数为34～36wt％；优选地，所述单体溶液中去离子水的质量分数为28～32wt％；优选地，所述聚醚单体在搅拌下溶于去离子水；
优选地，所述聚醚单体溶于去离子水的搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩，胡鉴，赵莹，
申请(专利权)人：广东基业长青建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：