[发明专利]一种聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及混凝土外加剂，具体地说涉及一种高保塑性能聚羧酸 减水剂及其制备方法。

(二)背景技术

随着混凝土技术的发展，对减水剂的效能提出了更高的要求，以 往传统的减水剂存在着各自的缺点和不足，减水率低，保塑性差，对 水泥的适应性不广等等。自20世纪90年代以来，聚羧酸已发展成为 一种高效减水剂的新品种。它具有强度高和耐热性、耐久性、耐候性 好等优异性能。目前用不饱和羧酸制备聚羧酸减水剂的的方法主要有 丙烯酸法、甲基丙烯酸法、马来酸酐法等。

在专利CN1636922中公开了一种聚羧酸系混凝土减水剂的制备 方法，由聚乙二醇与丙烯酸在催化剂的催化下反应合成酯化物，再与 甲基丙烯磺酸钠与丙烯酸共聚合成减水剂。该方法中的丙烯酸虽然价 格低廉，但是其单体自身分子结构的特点使得其产品的保塑性 能始终得不到提高。

在专利CN101353404中公开了一种聚羧酸盐系高效减水剂的制 备方法，将聚醚与甲基丙烯酸在阻聚剂、催化剂的存在下发生酯化反 应得到酯化产物，再将酯化产物与巯基丙酸、引发剂聚合得到聚羧酸 减水剂。该方法制备的减水剂虽然保塑性较丙烯酸法有所提高，但减 水率低，并且生产成本相对较高。

在专利CN1948209B中公开了一种用马来酸酐制备聚羧酸减水 剂的方法，通过聚乙二醇与马来酸酐发生酯化反应得到聚乙二醇马来 酸酐酯与剩余马来酸酐的混合物，然后此混合物丙烯酸、甲基丙烯磺 酸钠共聚得到聚羧酸减水剂。在此方法中，马来酸酐虽然易与醇类发 生酯化反应，但与其他单体的聚合物达不到正常减水剂的效果，只能 作为一种降低成本的原料进行少量掺加，并且马来酸酐作为聚合单体 很难参与聚合反应。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种新的聚羧酸减水剂，它 具有高保塑性能，有更好的立体位阻效应，水泥净浆经时损失小，可 克服现有技术减水剂对水泥塑化效果控制不佳，减水率不高等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种聚羧酸减水剂，其分子量为1000～100000，结构组成如(7) 所示：

式(7)中，R⁴选自C₁～C₃亚烷基，R⁵选自氢或者C₁～C₃烷基，M为Na或K；a、b、c、d均为整数，其中a为1～80，b 为0～300，c为0～80，d为1～200；当c＝0时，b＝0；其中X代表 聚醚基团，每个结构单元中的聚醚基团X各自独立选自下列 式(8-1)、式(8-3)、式(8-3)所示基团中的一种：

式(8-1)、式(8-2)或式(8-3)中，R¹选自C₁～C₃烷 基，R²、R³独立选自C₁～C₃亚烷基，m、n、p、q为自然数， 其中m取值为8～72，优选为18～56；n取值为5～35；p取值 为1～71，q取值为1～71，并且p+q＝8～72，优选p+q＝18～56。

进一步，优选所述的聚醚基团的分子量在600～3000。

需要说明的是，式(7)表示的是聚羧酸减水剂的结构单 元组成，并不表示结构单元的真实排序。

本发明要解决的的另一个技术问题是提供一种上述聚羧酸减水 剂的制备方法，它在确保聚合物减水性能的前提下，酯化率高、合成 工艺简单、反应条件易控制，并且还能降低聚羧酸减水剂的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种制备所述的聚羧酸减水剂的方法，包括如下步骤：

步骤A：在阻聚剂和催化剂的存在下，聚醚X-H与过量 的不饱和脂肪酸于120～140℃进行酯化反应3～7小时，得到酯 化物；所述的不饱和脂肪酸为式(2)所示的不饱和二元酸， 或者为式(2)所示的不饱和二元酸与式(3)所示的不饱和 一元酸组成的混合酸；所述的聚醚X-H选自式(1-1)、式 (1-2)、式(1-3)所示的化合物中的一种或任意几种的组合；