一种聚羧酸类混凝土分散剂的制备方法，包括下列步骤：（１）自由基共聚反应：单体Ａ和单体Ｃ按照１．０１∶１～１．５∶１的摩尔比，在以单体Ｂ作为溶剂的条件下进行自由基共聚反应，其中单体Ａ是（烷基）乙烯基烷基酸酯，单体Ｂ是单烷氧基聚亚烷基二醇醚，单体Ｃ是马来酸酐；单体Ｂ和单体Ｃ的摩尔比例为０．１∶１～１∶１；（２）酯化接枝反应：将步骤１）制得的聚合物升温酯化，以在由单体Ｃ引入的酸酐基团上接枝单体Ｂ；（３）酯化反应结束后，向反应产物加水稀释，并加入碱性物质调整ｐＨ值为６．０～８．０。本发明专利技术不用有毒害性有机溶剂，有效的避免了挥发性有机溶剂给环境和人体带来的伤害，且生产成本低、工艺简单，生产效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于马来酸酐的聚羧酸类混凝土分散剂的制备方法，属于混凝土外加剂
技术介绍
目前，高性能减水剂已经成为制备高性能混凝土不可缺少的一个组分。众多减水剂品种中，梳形 结构的聚羧酸系减水剂具有减水率高、塌落度经时损失小，掺量低等优点，成为了国内外研究的热点。 梳形结构的聚羧酸减水剂都是由羧基、羟基、磺酸基等基团组成的主链和聚亚垸基二醇醚大分子组成 的侧链构成。主链提供对水泥颗粒的吸附，提供分散斥力；长侧链增加了空间位阻效应，并形成较厚 的吸附水膜，使聚羧酸减水剂对水泥颗粒的分散稳定效果更加明显，提高坍落度保持能力。聚羧酸减水剂中酯类侧链都是通过酯化或者酯交换的方式将聚亚烷基二醇醚接枝在主链上，酯化 工艺需要使用大量的溶剂作为带水剂，反应结束后需要将溶剂进行分离和回收，这种溶剂化生产方式 生产周期长、能耗大、污染大，这一系列的过程增加了生产成本又降低了生产效率，不利于可持续发 展。马来酸酐是聚羧酸减水剂中常用的羧酸类不饱和单体之一，它分子上的酸酐基团对醇类物质有很 好的酯化活性，马来酸酐聚醚酯用作混凝七减水剂原料在世界范围内有了一定的研究。中国专利CN 1712381 A报道了一种将苯乙烯马来酸酐共聚物磺化，再用聚乙二醇在马来酸酐的 酸酐基团上加成合成聚醚接枝聚羧酸型混凝土减水剂的办法，这种方法分为三个步骤首先用马来酸 酐与苯乙烯在溶剂中合成苯乙烯马来酸酐共聚物；第二步除去溶剂后用三氧化硫或磺酰氯将苯乙烯进 行磺化处理；第三步将聚乙二醇和磺化苯乙烯马来酸酐共聚物在溶剂中按一定的比例进行接枝。整个 加工工艺流程长，且第一步和第三步操作均需要在溶剂中进行，增加了加工难度，而且不利于环境保 护。中国专利CN 1792960 A报道了一种马来酸酐系混凝土减水剂的制备方法。该方法用马来酸酐与 甲氧基聚乙二醇按一定的比例在有阻聚剂、催化剂、甲苯作溶剂的条件下高温反应10~15小时，得到 马来酸单甲氧基聚乙二醇酯和马来酸双甲氧基聚乙二醇酯大单体混合物，再用2-丙烯酰胺-2-甲基丙 烯磺酸钠与之共聚得到产物。操作过程仍然需要使用溶剂，而且马来酸酯化物在水溶液中聚合活性不 高，会有部分单体残留在产物中，造成原料的浪费。中国专利CN 1948209 A报道了一种用聚乙二醇与马来酸酐合成马来酸酯化物，接着在水溶液中 与丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠共聚得到一种聚羧酸系减水剂。该方法的第一步马来酸酐在高温条件下酯 化聚乙二醇时采用减压的方法会造成马来酸酐的升华，造成原材料浪费，并且会不可避免的生成一部 分双酯，在聚合过程中控制不当会引起凝胶，而且同样存在马来酸酯化物在水溶液中聚合活性不足的 缺点，有较大提升的空间。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于马来酸酐的聚羧酸类混凝土分散剂及其制 备方法，生产出的产品具有减水性能好、坍落度损失小、增强效果明显、价格低廉、操作方便的优点。本专利技术的研究者经过大量的实验发现聚醚醇类物质对羧酸类聚合物的反应原料有很好的溶解性 能，提出用共聚物反应单体之一的聚醚醇类物质作为溶剂，为其他单体的共聚反应提供场所，可有效 的避免挥发性有机溶剂对环境和人体的伤害。本专利技术所述聚羧酸类混凝土分散剂可由下列步骤制备而成(1)自由基共聚反应单体A和单体C按照A/C摩尔比例为1.01 : 1~1. 5 : 1在单体B作为溶剂 的条件下进行自由基共聚反应，其中单体A用通式(1)表示<image>image see original document page 5</image>通式(l)代表的是(烷基)乙烯基烷基酸酯，式中R,代表氢原子或者甲基，n为亚甲基的个数，为0 ~2的整数。通式(1)代表的单体A可以是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丙烯乙酸酯、异 丙烯丙酸酯、异丙烯丁酸酯，这些单体可以单独使用或者两种或者两种以上以任意比例的混合物形式使用。单体B用通式(2)表示<image>image see original document page 5</image>通式(2)代表的是单烷氧基聚亚垸基二醇醚，式中R2代表1 20个碳原子的烃基；p表示环氧乙烷 的加成数量，为1-200的整数；q表示环氧丙烷的加成数量，为0~25的整数。它在共聚物中主要提供分散能力和分散保持能力。通式(2)中如果q等于0,则单体B为环氧乙烷的线性聚合物；当q大于0时，单体B是环氧乙 烷和环氧丙垸的混合物，它们可以是线性聚合物、无规或者嵌段共聚物。本专利技术中，单体B可以使 某一种类型的单垸氧基聚亚烷基二醇醚物质单独使用，也可以是两种或两种以上不同单烷氧基聚亚烷 基二醇醚物质以任意比例混合使用。单体C指的是马来酸酐，其酸酑基团提供与醇类物质的酯化能力，其开环后生成的羧酸基团在共 聚物中提供吸附点和电斥力。本专利技术中，单体A/C的摩尔比例在1.01 : 1~1. 5 : 1范围内，保持单体A稍微过量，既能保证单 体C的转化率但又不影响产物的水溶性。单体B/C的摩尔比例在0.1 : 1~1 : 1范围内，可按照共聚物 中侧链的长度选择相应合适的B/C比例，以保证分散能力和分散保持性能的平衡。本专利技术范围内，自由基聚合过程是最重要的，它可以描述为在通有氮气的配料烧瓶中加入一部 分的单体B，再依次投入单体C、引发剂和链转移剂，搅拌溶解制成物料G。用剩余量的单体B在通 有氮气的反应容器内打底，升温至反应温度，同时滴加单体A和物料G,滴加时间为2 3小时，保 温反应时间为2小时。本专利技术适用的聚合引发剂可以是过氧化物(如过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰)、偶氮类化合物(如偶 氮二异丁腈)或者氢过氧化物(如氢过氧化枯烯)中的一种或多种以任意比例的混合物。全部引发剂用量 占反应物A+B+C总重量的0.5~5% 。本专利技术通过使用链转移剂来有效控制聚合物的分子量，适宜于本专利技术的链转移剂可以选用十二硫 醇、十六硫醇、巯基乙醇、巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸的一种或者两种或者以任意比例组合 使用更多种链转移剂。聚合链转移剂的用量为单体A+C总重量的0.1 ~ 2.0% 。本专利技术用通式(2)所代表的单烷氧基聚亚烷基二醇醚类物质作为溶剂，并且打底部分占单体B总 重量的20 ~ 90%。物料G的制备温度选择在20 ~ 60 'C ，若温度太低，则单体B自身不能很好的溶解； 温度太高，则会导致引发剂分解失效，或者造成单体B和单体C提前反应等副反应的发生。本专利技术中自由基聚合反应温度范围选择在60~ 100 'C之间。温度太低，则导致引发剂半衰期过长， 所述的聚合反应会过度迟缓或者物料不能很好的聚合;温度太高则会导致单体A的挥发和导致反应过 于剧烈，不容易控制。(2)酯化接枝反应在单体C的酸酐基团上接枝单体B，换言之就是将上述自由基反应产物升温 酯化1~3小时。酯化反应的温度优选在100 16(TC 。温度在合适的范围内有利于酯化反应的进行，并且可以保 证尽量不出现反应产物被氧化和聚醚链段断裂的情况。如果反应温度低于IO(TC，聚醚(单体B)不能很好的接枝，导致反应时间延长，或者造成接枝率降低，从而浪费原材料，影响梳形共聚物的性能； 温度超过16(TC，则增加了破坏不饱和键和聚醚链段的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚羧酸类混凝土分散剂的制备方法，其特征在于包括下列步骤： （１）自由基共聚反应：单体Ａ和单体Ｃ按照１．０１∶１～１．５∶１的摩尔比，在以单体Ｂ作为溶剂的条件下进行自由基共聚反应，其中： 单体Ａ是（烷基）乙烯基烷基酸酯，用通式（１）表示： ＊＊＊ （１） 通式（１）中，Ｒ↓［１］代表氢原子或者甲基，ｎ为亚甲基的个数，为０～２的整数； 单体Ｂ是单烷氧基聚亚烷基二醇醚，用通式（２）表示： ＨＯ－（－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ－）↓［ｐ］－（－＊Ｈ－ＣＨ↓［２］－Ｏ－）↓［ｑ］－Ｒ↓［２］ （２） 通式（２）中，Ｒ↓［２］代表１～２０个碳原子的烃基；ｐ表示环氧乙烷的加成数量，为１～２００的整数；ｑ表示环氧丙烷的加成数量，为０～２５的整数； 单体Ｃ是马来酸酐，其酸酐基团提供与醇类物质的酯化能力，其开环后生成的羧酸基团在共聚物中提供吸附点和电斥力； 单体Ｂ和单体Ｃ的摩尔比例为０．１∶１～１∶１； （２）酯化接枝反应：将步骤１）制得的聚合物升温酯化，以在由单体Ｃ引入的酸酐基团上接枝单体Ｂ；（３）酯化反应结束后，向反应产物加水稀释，并加入碱性物质调整ｐＨ值为６．０～８．０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：缪昌文，周栋梁，冉千平，刘加平，毛永琳，杨勇，张志勇，
申请(专利权)人：江苏博特新材料有限公司，江苏省建筑科学研究院有限公司，南京道鹭建设材料厂，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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