[发明专利]一种超支化降粘型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种混凝土用超支化降粘型聚羧酸减水剂的制备方法及工艺。超支化类单体的制备是将丙烯酸酯类与烯丙基胺或者醇胺类物质通过双键加成或者迈克尔加成反应，在有机溶剂和高温条件下反应得到中间单体，中间单体再与含多羟基单体反应继续反应即得不同种类的超支化功能单体，将超支化功能单体与不饱和羧酸、含憎水性基团的酯类单体通过自由基聚合接到分子量为1200或2400的TPEG大单体上，即可得到一种超支化降粘型聚羧酸减水剂。该降粘型减水剂分子量小，含有憎水基团以及超支化结构，在拥有良好的分散性和坍落度保持性的基础上拥有很好的降粘效果。

技术领域

本发明属于混凝土用外加剂领域，主要在一种混凝土用超支化降粘型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

高标号混凝土常常由于其低水胶比、使用高强度等级水泥来实现高强度和耐久性，使得混凝土在工程实际中出现粘度大、流速慢、泵送困难等问题。造成混凝土的施工难度加大，限制了高强度混凝土的推广与应用。

聚羧酸减水剂分散性好、减水率高，加上其分子结构的可设计性，可通过控制其结构的设计来实现聚羧酸减水剂的多样化和功能化；常规采取的混凝土降粘方法是通过使用引气剂等手段来调节，但这通常会使得混凝土收缩比变大，影响混凝土的强度等；也有通过在聚羧酸减水剂中增加憎水基团来调节整个减水剂分子的亲水亲油平衡值，HLB值的降低会减少其与水生成结合水，可释放一定的自由水，从而降低粘度。

以上几种降粘方法已通过多项实例认证，但其对于高标号混凝土的降粘效果仍然有限。近年研究者们提出的超支化聚合物逐渐应用到减水剂中，超支化聚合物由于分子间作用力很小使得它的特性粘度比线性分子低很多，其侧链拥有较大的空间位阻作用，在水泥颗粒表面形成较厚的立体包围层，从而改善其粘性。并且其分子内含有大量的短支链，分子间缠绕较少，使得水泥浆体中自由水的迁移更加容易，从而降低水泥浆体的粘度。随着建筑行业对混凝土外加剂的性能要求不断提高，开发一种能够显著降低混凝土粘度的聚羧酸减水剂已迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种超支化降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，该超支化降粘型聚羧酸减水剂在高标号混凝土的应用中具备优异的降粘效果。

一种超支化降粘型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备含有双键的超支化功能单体，使用丙烯酸酯类与烯丙基胺或者醇胺类物质通过双键加成或者迈克尔加成反应，在有机溶剂和高温条件下反应得到中间单体a ，再使用含多羟基的烷基物质与制备得到的单体a在催化剂和溶剂以及一定的温度条件下，继续反应，即可生成含双键的超支化功能单体。

（2）将80-120份聚醚大单体、水、超支化功能单体放入反应釜中，升温至30-70 ℃，待其充分溶解后，加入0.6-1.2份的引发剂。

（3）将8-20份不饱和羧酸小单体与憎水性基团的小单体8-20份与水配置成滴加A液备用，将0.7-1.5份还原剂、1-5份的链转移剂按照配置成滴加B液备用。

（4）同时向步骤2中的釜底液中滴加所述A液和B液，在120-180 min 内滴加完毕，滴加完成后保温反应1-2h ，结束反应，即得超支化降粘型聚羧酸减水剂。

进一步的，选用的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上组合。

进一步的，选用的醇胺类物质为二乙醇胺、三乙醇胺、二烯丙基胺、三异丙醇胺中的一种或两种组合。

进一步的，聚醚大单体为分子量1200或者2400的TPEG。

进一步的，不饱和羧酸类小单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸或富马酸中的一种或两种以上组合。

进一步的，含憎水性基团的小单体为甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种以上组合。