一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法，先以聚乙二醇单甲醚和丙烯酸为原料合成聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯；然后用制备的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯与丙烯酸和二丙烯酰胺二甲基丙烯磺酸钠制成的混合液以及过硫酸铵和巯基乙醇制成的混合液共聚反应，反应结束后，加入碱性化合物调节pH值为7-8，即为本发明专利技术的抗泥型聚羧酸超塑化剂。本发明专利技术确定了原料配比、链转移剂和引发剂用量、共聚反应温度、时间等工艺参数和条件。反应条件温和，所采用设备简单，设备投资少，工艺合理，操作简单，有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混凝土外加剂
，具体的说是一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制 备方法。
技术介绍
水泥塑化剂(又称减水剂)的发展有着悠久的历史。1935年美国E. W.斯克里普 彻首先研制成木质素磺酸盐为主要成分的塑化剂，广泛地应用于C2C1-C4C1混凝土，推动着混 凝土向中等强度发展；1962年，日本成功研制出萘磺酸甲醛缩合物高效减水剂，该类减水 剂具有生产成本较低，减水率效果好等优点，因而广泛应用于C3tl-C6tl混凝土，推动着混凝土 向高强度发展。但配制的混凝土坍落度损失快，无法满足泵送等施工要求，不能用于制备高 性能混凝土。聚羧酸系高性能减水剂是近几年发展起来的一种新型高性能减水剂，在掺量为胶 凝材料质量的0. 2-0. 3%时，减水率可高达25-45%，聚羧酸系高效减水剂是继以木钙为代表 的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂。这类减 水剂具有掺量低、减水率大、不离析、不泌水、混凝土坍落度性能保持好、与水泥、掺合料及 其它外加剂相容性好，能配制出超高强和超耐久混凝土，有效降低混凝土早期的绝热温升， 降低大体积混凝土的温度裂缝，分子结构设计上的自由度大，实现减水剂的高性能化的潜 力更大，合成不采用甲醛等对环境有污染的物质等特点，为推广使用大掺量粉煤灰、矿渣等 工业废料提供了技术保证。因而成为国内外近几年的研究热点。随聚羧酸系减水剂的推广和应用其缺点也在不断的被暴露出来，目前广泛实用的 聚羧酸系减水剂普遍的特点，是对材料质量要求高，遇到含泥量高或细小颗粒含量高的砂， 石材料其损失过快或无法正常施工，甚至导致严重的质量事故，现已被公认为聚羧酸系减 水剂的弊病，同时也阻碍着聚羧酸减水剂的大范围的推广和应用。在专利CN101209911A中公开了一种可控制混凝土坍落度损失的羧酸聚合物超塑 化剂，首先由带有双羟基官能团的聚醚与马来酸酐聚合生成交联大单体，然后和烯丙基聚 乙二醇、丙烯酸、乙酸乙烯酯共聚得到羧酸超塑化剂。但是由于所用单体的反应活性不足， 该方法制备的聚羧酸超塑化剂减水率和坍落度保持还有待提高。在专利CN101066851A中公开了一种聚梭酸盐类混凝土保坍剂，由3%_5%的(甲 基)丙烯酸与85%-97%的甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯共聚，然后用交联剂二缩水甘 油醋处理共聚物，得到聚梭酸保坍剂，以控制混凝土的坍落度损失。但是该方法制备的聚羧 酸超塑化剂减水率很低，有较大的提升空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对聚羧酸减水剂对粉尘颗粒含量高而损失过快的现象，提出 一种工艺合理，操作简单，有利于工业化生产的抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法，从而解 决了此技术难题。本专利技术的技术方案是，包括以下步骤(1)酯化反应，将聚乙二醇单甲醚和丙烯酸加入到反应器中，然后分别加入对苯二酚， 对甲苯磺酸和作为除水剂的环己烷搅拌均勻，待对苯二酚和对甲苯磺酸完全溶解后，保持 温度在100-110°c进行酯化反应7-10小时，过滤，抽真空除去环已烷得到聚乙二醇单甲醚 丙烯酸酯；(2)聚合反应，用制备的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯配成水溶液；加热水温度在80-90°C 时，向水中滴加聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯与丙烯酸和二丙烯酰胺二甲基丙烯磺酸钠制成的 混合液以及过硫酸铵和巯基乙醇制成的混合液，保持温度80-90°C，在分别在1-3小时内滴 加完毕；滴加结束后，继续保温反应4-6小时；(3)共聚反应结束后，加入碱性化合物调节PH值为7-8，即得抗泥型聚羧酸超塑化剂。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的聚乙二醇单甲醚的聚合度为5-40。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的聚乙二醇单甲醚，对苯二酚，对甲苯磺酸和除 水剂环己烷与丙烯酸的质量配比为40-60 0. 25-1. 0 1. 5-2. 4 :200-270 :8. 4-9. 5。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯，丙烯酸，二 丙烯酰胺二甲基丙烯磺酸钠，过硫酸铵和巯基乙醇的质量配比为40-50 :14-21.6: 6. 2-9. 16:0. 9-1. 19:0. 5-1. 62。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯水溶液的浓度为60-80%ο在本专利技术一个较佳实施例中，所述的过硫酸铵和巯基乙醇制成的混合液分两次滴 加，滴加比列为70-90% 10-30%ο在本专利技术一个较佳实施例中，所述的碱性化合物为氢氧化钠及其水溶液或氢氧化 钾及其水溶液或碳酸钠及其水溶液。本专利技术与现有技术相比，具有突出的优点和积极的效果(1)酯化大单体甲氧基聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯的合成中采用对苯二酚作为阻聚剂， 对甲苯磺酸具有协同阻聚的作用，减少了不饱和双健的破坏率，这样使合成的减水剂有效 含量增加，使混凝土减水率提高，抗泥性能增强。(2)本专利技术由丙烯基聚合构成主链，由亲水性活性基团聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯 构成支链，当聚合物分子被吸附在水泥颗粒上时，主链上的阴离子极性基团提供静电斥力， 具有亲水性的支链可以伸展在液相中，从而在颗粒表面形成庞大的立体吸附结构产生空间 位阻效应，静电斥力与空间位阻效应协同作用，同时由于链转移剂的加入可避免聚合物分 子量较高时分子量分布过宽，从而提高聚羧酸系高效减水剂的综合性能。(3)本专利技术确定了原料配比、链转移剂和引发剂用量、共聚反应温度、时间等工艺 参数和条件。反应条件温和，所采用设备简单，设备投资少，工艺合理，操作简单，有利于工 业化生产。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。实施例1，包括以下步骤(1)酯化反应，将聚合度为5的聚乙二醇单甲醚400g和丙烯酸84g加入到反应器中，然 后分别加入作为阻聚剂的对苯二酚2. 5g，作为催化剂的对甲苯磺酸15g和作为除水剂的环 己烷2000g搅拌均勻，待对苯二酚和对甲苯磺酸完全溶解后，保持温度在100-110°C进行酯 化反应7-9小时，过滤，抽真空除去环已烷得到聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯400g ；(2)聚合反应，用制备的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯配成60%聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯 水溶液666. 7g ；加热1740g水温度至80-90°C时，向水中滴加聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯水溶 液与丙烯酸140g和二丙烯酰胺二甲基丙烯磺酸钠62g制成的混合液以及过硫酸铵9g和巯 基乙醇5g制成的混合液，保持温度80-90°C，分别在1-3小时内滴加完毕；滴加结束后，继 续保温反应4-6小时；(3)共聚反应结束后，用氢氧化钠溶液调节PH值为7-8，即为本专利技术的抗泥型聚羧酸超 塑化剂。应用于某品牌水泥配制的砂浆，测得其减水率为27.0%(聚羧酸超塑化剂用量为 水泥质量的1%)。实施例2，包括以下步骤(1)酯化反应，将聚合度为15的聚乙二醇单甲醚500g和丙烯酸90g加入到反应器中， 然后分别加入作为阻聚剂的对苯二酚5g，作为催化剂的对甲苯磺酸18g和作为除水剂的环 己烷2300g搅拌均勻，待对苯二酚和对甲苯磺酸完全溶解后，保持温度在100-110°C进行酯 化反应7-9小时，过滤，抽真空除去环已烷得到聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯420g ；(2)聚合反应，用制备的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯配成65%聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯 水溶液646. 2g ；加热2000g水温度至80-90本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：　　（１）酯化反应，将聚乙二醇单甲醚和丙烯酸加入到反应器中，然后分别加入对苯二酚，对甲苯磺酸和环己烷搅拌均匀，待对苯二酚和对甲苯磺酸完全溶解后，保持温度在１００－１１０℃进行酯化反应７－９小时，过滤，抽真空除去环已烷得到聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯；　　（２）聚合反应，用制备的聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯配成水溶液；加热水温度至８０－９０℃时，向水中滴加聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯与丙烯酸和二丙烯酰胺二甲基丙烯磺酸钠制成的混合液以及过硫酸铵和巯基乙醇制成的混合液，保持温度８０－９０℃，在分别在１－３小时内滴加完毕；滴加结束后，继续保温反应４－６小时；　　（３）共聚反应结束后，加入碱性化合物调节ＰＨ值为７－８，即得抗泥型聚羧酸超塑化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李华威，徐友娟，胡华强，
申请(专利权)人：江苏汇迪建材有限公司，
类型：发明
国别省市：32