[发明专利]一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属建筑材料中混凝土外加剂领域。具体涉及到一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂由于其掺量低、减水率高、坍落度保持性能良好等优点，愈来愈受到国内外研究者的关注。近几年来，国内在聚羧酸系减水剂的研究水平上与国外的差距正在逐步缩小。但聚羧酸系减水剂的品种还比较单一，真正从聚合物分子结构设计上实现聚羧酸系减水剂产品性能的多功能化研究还处于起步阶段，如早强型聚羧酸系减水剂、低引气型聚羧酸系减水剂、低粘性聚羧酸系减水剂的合成开发还基本处于探讨阶段，成熟的产品很少。

早强型聚羧酸系减水剂具有加快水泥水化、缩短凝结时间、提高混凝土早期强度等特点，能够解决低温条件下混凝土早期强度偏低给施工上带来的一系列影响。早强型聚羧酸系减水剂在低温条件下大掺量矿物掺合料混凝土的施工和混凝土预制构件的生产等方面将具有良好的应用前景。

专利CN101376576B提供了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制备工艺，该发明采用两种不同链节数的聚乙二醇单醚丙烯酸酯类大单体、（甲基）丙烯酸、烯丙基磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠、具有消泡功能的聚醚丙烯酸酯类单体在氮气保护条件下，采取一次投料的方式进行共聚反应。该发明采取一次投料方式，由于（甲基）丙烯酸等单体活性较强，容易自聚，影响单体间的共聚效果，分子量难于控制，从而导致产品的性能下降。

专利CN101357834B发明了一种早强型聚羧酸塑化剂，该发明采用不同分子量的甲氧基聚乙二醇羧酸酯类大单体、（甲基）丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸和无规/嵌段聚醚在60℃~90℃的水溶液中共聚制备。

专利CN101205218B提供了一种早强型聚羧酸系高性能减水剂及其制造方法，该发明采用聚合度为37和54的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠在氧化还原引发体系条件下五元共聚制备。烯丙基聚氧乙烯醚的活性相对较低，部分残留聚合溶液中，将对其最终聚合物的减水性能和混凝土性能带来不利影响。

专利CN100595173C提供了一种早强型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法，该发明采用酯类聚羧酸系减水剂为基础，复配早强组分，达到提高混凝土早期强度的目的。使用复配的方法提高混凝土早期强度，减水剂的掺量一般较大，且复配后的减水剂产品的稳定性相对较差、产品的适应性也会受到影响。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法。通过在聚合物的分子结构中引入了一定量的磺酸基团和酰胺基团，并降低羧基含量和控制聚合物的聚合度，加快水泥水化，达到早期增强效果。

技术方案：本发明提供的一种早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将含不饱和双键的改性聚氧化烯基醚、不饱和双键的磺酸盐加入底水中搅拌溶解，并升温至在50℃~70℃；

步骤二、分别滴加（甲基）丙烯酸、丙烯酰胺和分子量调节剂的混合水溶液以及引发剂溶液；

步骤三、在50℃~70℃条件下，再保温2h~4h；

步骤四、降温至40℃以下，加碱中和，调节pH为5~7。

上述的早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，四种共聚单体的重量份数百分比在下述范围内：

不饱和双键的改性聚氧化烯基醚             80%~95%

（甲基）丙烯酸                           3%~15%

不饱和双键的磺酸盐                       1.0%~5%

丙烯酰胺                                 1.0%~5%

上述四种单体比例总和为100%。

其中，不饱和双键的改性聚氧化烯基醚用通式1）表示：  

                                通式1）                        

式中AO是2~4个碳原子的氧化烯基或两个或更多的这种氧化烯基的混合物，n为氧化烯基的平均加成摩尔数，为20~100。 

上述的早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，不饱和双键的磺酸盐为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的一种或多种组成，优选丙烯基磺酸钠。

上述的早强型聚羧酸系减水剂的制备方法，步骤一中，含不饱和双键的改性聚氧化烯基醚、不饱和双键的磺酸盐直接投入底水中参与共聚反应；