[发明专利]一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及到一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。本发明通过将不饱和羧酸与液体聚醚单体在无任何溶剂的环境中直接自由基聚合反应，得到性能优异的固体无水聚羧酸减水剂。所述方法采用本体聚合方式，整个过程中不使用任何溶剂或介质，有效改善了常规采用的前期加入水或有机溶剂，后期脱除的方法；得到的产品不仅运输方便，而且性能优于市售固体聚羧酸减水剂。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及到一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。

背景技术

聚羧酸减水剂作为现代混凝土的第五组分，凭借其优异的低掺量、高保坍、分子设计自由度大等优点，在混凝土工程技术领域得到广泛应用。目前广泛应用的聚羧酸减水剂多为10-50％浓度的溶液产品，这给长距离运输造成很大的成本问题。在干粉砂浆中，使用前需将液体减水剂产品进行喷雾干燥后方可使用，但喷雾干燥工艺过程能耗高，喷雾干燥后产品的综合性能下降，在实际应用中达不到液体聚羧酸减水剂的性能。因此，开发无水纯固体的聚羧酸高性能减水剂，对于降低成本，加快聚羧酸减水剂行业的发展、推广聚羧酸减水剂应用有着极其重要的意义。

专利文献CN102993387B报道了一步直接合成纯固体聚羧酸高性能减水剂的方法。该发明以丙烯酸类化合物和不饱和聚氧乙烯醚为聚合反应单体，加入分子量调节剂，在引发剂的作用下于无任何溶剂的环境下通过自由基本体聚合反应制得。该发明通过本体聚合实现了完全无水的纯固体聚羧酸高性能减水剂的制备，但由于常温下不饱和聚氧乙烯醚为固体产品，需要高温下将其熔化，此外，其聚合时体系粘稠，单体转化率低。

为了降低聚合体系粘度，专利文献CN201611089616.6及CN201611089676.8报道了在聚合体系中加入大单体20-50％质量份的有机溶剂，合成早强或保坍型减水剂。但在聚合反应完毕后需要进行溶剂脱除工序。此外，使用的有机溶剂CCl₄成本高、毒性较大，工序繁琐。

专利文献CN106893047报道了在异戊烯醇中加入聚乙二醇醚，搅拌使其熔化，依次加入有机氧化剂和链转移剂，滴加丙烯酸和有机还原剂的混合物制备固体聚羧酸减水剂的方法。然而该方法中使用的低分子聚乙二醇对水泥分散没有帮助，造成资源的浪费，且易在水泥浆体系中引入气泡，导致水泥强度降低。

专利文献CN201710293128.5报道了在聚合体系中加入电解质和8-21％的水来降低粘度，合成高性能固体聚羧酸减水剂。然而该方法在聚合反应完成后需要高温、高压脱水，液氮低温下破碎切片，耗能高，制备工艺复杂。

此外，由于目前常规固体聚羧酸减水剂的合成中使用的聚醚大单体为固体，需要高温熔化，聚合温度高，粘度大，目前工艺都是采用加入降粘剂来降低熔化温度和粘度。这进一步增加了制备成本。

基于上述问题，有必要对固体聚羧酸减水剂的制备方法进行改进，以其满足在减水剂领域不同的使用需求。

发明内容

为了改进现有技术中存在的不足，本发明提供了一种固体聚羧酸减水剂，所述减水剂包括由液体不饱和聚醚化合物与下式II所示的化合物、其盐或酸酐通过聚合反应，例如自由聚合反应得到的聚合物：

其中，A、B、C相同或不同，彼此独立地选自H、-COOH、无取代或任选被一个或多个-COOH取代的下列基团：C_1-40烷基、C_1-40烷氧基、C_3-20环烷基、C₃-₂₀环烷基氧基、3-20元杂环基、3-20元杂环基氧基、C_6-20芳基、C_6-20芳基氧基、5-20元杂芳基、5-20元杂芳基氧基；

D选自OH；