[发明专利]一种基于聚乙烯醇迈克尔加成反应制备水泥分散剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用分散剂的技术领域，特别涉及到一种聚乙烯醇与α，β-不饱和羰基化合物的迈克尔加成产物再和甲氧基聚氧乙烯醚类化合物缩合合成水泥分散剂的具体制备方法。

背景技术

现今混凝土领域最常用的分散剂当属外加剂中的减水剂，自20世纪80年代中期日本首先开发出混凝土减水剂的第三代产品——聚羧酸系高性能减水剂后，90年代中期已正式实现工业化生产，并已成为建筑施工中被广泛应用的一种新型商品化混凝土外加剂。目前在我国，聚羧酸系高性能减水剂凭借其低掺量、高减水、高保坍等优点，已成为研究的热点和重点之一，并且正以日新月异的速度向前发展和推广应用，将成为21世纪混凝土工程使用的重要外加剂之一。

聚羧酸系高性能减水剂是一种对水泥净浆、砂浆、混凝土拌合物有优良分散效果的外加剂。目前普遍公认的聚羧酸系减水剂的结构为一种梳形结构，即以脂肪族烃类作为其憎水性主链、极性的亲水性官能团(典型代表为聚氧烷基烯类长侧链)为侧链，当前混凝土行业中使用的聚羧酸系高性能减水剂大多为此结构，可以实现良好的减水分散性能。

与聚羧酸系高性能减水剂的梳形结构对应的减水分散机理是其主链上的一些极性基团吸附在水泥颗粒表面，其亲水性的长侧链形成吸附层，保持颗粒的分散稳定性，同时可以在液相中伸展，从而在水泥颗粒表面形成庞大的立体吸附结构，产生空间位阻效应，减少水泥颗粒之间的絮凝结构，使水泥颗粒实现良好分散并稳定存在。因此，随着减水剂多元化的发展，设计新型分子结构并具有优良性能的减水分散剂已成为混凝土行业的发展趋势和必然要求。

在有机化学领域，一个有活泼亚甲基化合物形成的亲核的碳负离子对一个亲电的α，β-不饱和羰基化合物的碳碳双键共轭体系的亲核加成反应，称为Micheal(迈克尔)加成反应，是活泼亚甲基化物烷基化的一种重要方法。

专利CN101186670(公开日：2008年5月28日)报道了一种用微波促进合成聚羧酸系水泥减水剂的方法，属于有机合成领域。该专利基于对水泥减水剂的性能要求和单体分子构效关系的分析，对单体分子结构的选择和单体配比进行了优化。选用甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯磺酸钠作为聚合单体，以过硫酸胺为引发剂，在此基础上引入200-1500W的微波辐射技术，利用微波快速合成聚羧酸减水剂产品。该产品在低掺量和低水灰比下具备较高的初始流动度值和流动度保持性能，且不产生离析现象。该专利提供的方法可以大大缩短反应时间，降低能耗，减少污染，提高产品的净浆流动性能，是一种安全、高效、节能、绿色且操作简单的新方法。

专利CN101538134(公开日：2009年9月23日)报道了一种聚醚类聚羧酸高效减水剂及其制备方法，属于建筑材料中混凝土材料、结构和工程领域。这种减水剂将15％-55％质量百分比的烯丙基聚氧乙烯醚和0％-6％质量百分比的链转移剂的水溶液升温到50-90℃，一边滴加0.01％-0.9％质量百分比的引发剂水溶液，一边滴加3％-15％质量百分比的不饱和酸及其衍生物的一种或一种以上的混合液，保持温度不变，在2-6小时内滴完，保温1-6小时，自然冷却至室温，用稀碱液中和至pH值到6.8-7.2，得到聚醚类聚羧酸高效减水剂。该减水剂及其制备方法工艺简单、成本低和性能优异，可有效减少混凝土的水灰比，改善混凝土孔结构和密实程度，提高混凝土的强度和耐久性，对提高工程质量和使用寿命，降低工程成本，减少环境污染等方面具有重要意义。

专利CN101954296(公开日：2011年1月26日)报道了一种不对称Michael加成反应的手性催化剂及其制备方法，涉及不对称Michael加成反应领域。该种催化剂由天然(L)-Proline(L-脯氨酸)衍生得到，并将其应用在催化不对称Michael加成反应中。通过该专利技术方案制备获得的催化剂，使用了天然的便宜的氨基酸和较便宜的酰基硫脲，可以催化硝基烯烃和酮进行不对称Micheal加成反应，并且催化效率高，对应选择性好。