一种固体高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑外加剂技术领域，特别涉及一种固体高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法。其中一种固体高保水型聚羧酸减水剂，包括以下共聚组分：不饱和聚醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和不饱和一元羧酸，以及不饱和酯化单体和有机硅单体中的一种或两种；其中，所述不饱和酯化单体为咖啡酸和γ

【技术实现步骤摘要】
一种固体高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑外加剂
，特别涉及一种固体高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，在我国的工程建设领域，机制砂替代天然砂用作混凝土细骨料已经成为混凝土行业发展趋势，机制砂已经在全国大面积使用。机制砂作为混凝土的细集料，既可解决天然砂资源短缺问题，又能降低运输成本，保护环境。机制砂与天然砂相比，由于自身的理化特性(颗粒表面粗糙、棱角多、级配差及表面能大)导致由其配制的混凝土存在流动性与粘聚性差的问题，易泌水离析，这与混凝土需要高流动性与高粘聚性来满足良好的泵送施工性能相悖。
[0003]工程应用中经常会考虑将聚羧酸减水剂与各种调节粘度的化学外加剂复配使用，如黄原胶、温轮胶、纤维素醚等，它们能够增加拌合物的粘度，在很小掺量时即具有较好的增粘作用，对混凝土粘度的改善效果较为明显，可以明显减少混凝土抓底、泌水现象的发生。但从实际工程来看，大多数粘度调节剂与聚羧酸减水剂存在相容性问题。一方面，粘度调节剂与聚羧酸减水剂复配贮存过程中容易出现絮凝、分层现象，导致贮存稳定性变差；另一方面，粘度调节剂的掺入会影响聚羧酸减水剂的分散性，严重时甚至会降低混凝土流动性。
[0004]针对以上问题，目前已经有不少研究者通过分子结构设计，制备增稠、保水型聚羧酸减水剂以解决混凝土泌水、抓底等问题。
[0005]公开号为CN105948563A、公开日为2016年09月21日的专利文件，公开号为CN105924030A、公开日为2016年09月07日的专利文件和公开号为CN 105949409A、公开日为2016年09月21日的专利文件分别公开了含壳聚糖的醚类、酯类和醚酯共聚类的三种聚羧酸系混凝土减水剂及其制备方法，直接使用壳聚糖参与共聚反应，生产出的减水剂能够明显改善混凝土易离析、泌水现象。
[0006]公开号为CN106116226A，公开日为2016年11月16日的专利文件公开了一种改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂及其制备方法，其在分子侧链中引入了含鼠李糖、羟基及羧基的多糖。
[0007]上述专利分别通过引入壳聚糖、鼠李糖及含羟基和羧基的多糖作为增粘保水的功能性侧链，成功地制备了增粘保水型的聚羧酸减水剂。然而，前两者的分子结构中无碳碳双键，虽然羟基也能被引发形成自由基参与共聚，但聚合活性远远不如碳碳双键，聚合转化率低。此外，壳聚糖和含羟基和羧基的多糖分子量高、水溶性差，接枝率低，而鼠李糖的分子量偏低，引入量偏少时，增粘保水效果不显著，反之又会影响减水剂的吸附分散。
[0008]公开号为CN104176969A、公开日为2014年12月03日的专利文件通过分子结构设计合成一种聚羧酸保水剂，其设计的醚类保水剂与常规聚羧酸减水剂差异性小，保水性能一般。
[0009]另外，目前广泛应用的聚羧酸减水剂多为10％～50％含固量的溶液，运输成本较高。因此，开发一种固体高保水型聚羧酸减水剂具有重要意义。

技术实现思路

[0010]为解决上述现有技术中减水剂多为10％～50％含固量的溶液，运输成本较高的问题，本专利技术提供一种固体高保水型聚羧酸减水剂，其中，包括以下共聚组分：不饱和聚醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和不饱和一元羧酸，以及不饱和酯化单体和有机硅单体中的一种或两种；
[0011]其中，所述不饱和酯化单体为咖啡酸和γ
‑
环糊精通过酯化反应制得；
[0012]所述不饱和聚醚的通式如下所示：
[0013][0014]其中，PO为氧化丙烯基单元，EO为氧化乙烯基单元，m和n分别为PO和EO的平均加成摩尔数，m为4～6，n为0～29，(EO)m和(PO)n都是均聚物结构。
[0015]在一实施例中，所述咖啡酸和γ
‑
环糊精的质量比为1:0.5～2.5。
[0016]在一实施例中，所述不饱和酯化单体的制备过程为：将咖啡酸和γ
‑
环糊精加入到反应器中，同时加入催化剂A、阻聚剂和带水剂，进行酯化反应，酯化反应温度为100～140℃，反应结束后即得咖啡酸
‑
γ
‑
环糊精不饱和酯化单体。优选地，酯化反应的时间为4～9h。
[0017]在一实施例中，所述催化剂A为氯化铜、氯化锌和三氯化铝中的至少一种；
[0018]所述阻聚剂为苄基三丁基氯化铵、三(N
‑
亚硝基
‑
N
‑
苯基羟胺)铝和4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基中的至少一种；
[0019]所述带水剂为氯仿、四氯化碳和1，2
‑
二氯乙烷中的至少一种。
[0020]在一实施例中，以咖啡酸、γ
‑
环糊精、催化剂A、阻聚剂和带水剂的总质量为总物料量，所述催化剂A的用量为总物料量的1wt％～2wt％，所述阻聚剂的用量为总物料量的0.5wt％～2wt％，所述带水剂的用量为总物料量的10wt％～20wt％。
[0021]在一实施例中，所述有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、(3
‑
丙烯酰氧丙基)三(三甲基硅氧基)硅烷、乙烯基三(2
‑
甲氧基乙氧基)硅烷、3
‑
(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0022]在一实施例中，所述不饱和聚醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、不饱和一元羧酸、不饱和酯化单体和有机硅单体的质量比为20～80：20～80：6～14：0～3:0～2。
[0023]在一实施例中，当只添加不饱和酯化单体，无添加有机硅单体时，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和不饱和酯化单体的质量比为20～80：1～3；
[0024]当只添加有机硅单体，无添加不饱和酯化单体时，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为20～80：0.5～2；
[0025]当不饱和酯化单体和有机硅单体均有添加时，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和有机硅单体的质量比为20～80：1～3：0.5～2。
[0026]在一实施例中，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的分子量为500～1500。
[0027]在一实施例中，所述不饱和一元羧酸为丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一种。
[0028]在一实施例中，所述共聚组分还包括催化剂B，引发剂、链转移剂及有机溶剂。
[0029]在一实施例中，所述催化剂B为苄基三苯基氯化膦和四(三苯基膦)钯中的至少一种。
[0030]在一实施例中，所述引发剂为偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
[0031]在一实施例中，所述链转移剂为丁硫醇、辛硫醇和月桂基硫醇中的至少一种。
[0032]在一实施例中，所述有机溶剂为氯仿、三氯乙烯和正己烷中的至少一种。
[0033]在一实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于：包括以下共聚组分：不饱和聚醚、乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和不饱和一元羧酸，以及不饱和酯化单体和有机硅单体中的一种或两种；其中，所述不饱和酯化单体为咖啡酸和γ
‑
环糊精通过酯化反应制得；所述不饱和聚醚的通式如下所示：其中，PO为氧化丙烯基单元，EO为氧化乙烯基单元，m和n分别为PO和EO的平均加成摩尔数，m为4～6，n为0～29，(EO)m和(PO)n都是均聚物结构。2.根据权利要求1所述的固体高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述咖啡酸和γ
‑
环糊精的质量比为1:0.5～2.5。3.根据权利要求1所述的固体高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酯化单体的制备过程为：将咖啡酸和γ
‑
环糊精加入到反应器中，同时加入催化剂A、阻聚剂和带水剂，进行酯化反应，酯化反应温度为100～140℃，反应结束后即得咖啡酸
‑
γ
‑
环糊精不饱和酯化单体。4.根据权利要求3所述的固体高保水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述催化剂A为氯化铜、氯化锌和三氯化铝中的至少一种；所述阻聚剂为苄基三丁基氯化铵、三(N
‑
亚硝基
‑
N
‑
苯基羟胺)铝和4
‑
氧
‑
2,2,6,6
‑
四甲基哌啶
‑1‑
氧自由基中的至少一种；所述带水剂为氯仿、四氯化碳和1，2
‑
二氯乙烷中的至少一种。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：赖广兴，尹键丽，麻秀星，郭元强，林添兴，陈湧忠，安小强，
申请(专利权)人：厦门市建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：