[发明专利]一种低敏感型聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑外加剂技术领域，具体涉及一种低敏感型聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸系高性能减水剂以其高减水率，低坍落度损失，低碱含量，与水泥相容性好等优良的性能被国内外广泛关注，已经成为近年来世界各国研究的热点。

目前在国内聚羧酸减水剂的作用机理、自身敏感性等并不能被完全被掌控。尤其在实际工程中，由于水泥种类繁多、混凝土原材料中砂石含泥量等多种原因，在大量应用过程中发现，聚羧酸减水剂存在着在高温环境下保坍性不足、温度敏感性强、对砂石集料的含泥量敏感性强、对机制砂适应差等缺点，而且混凝土中聚羧酸减水剂的掺量、单方用水量稍有增加，混凝土拌合物就容易出现泌水、分层现象，对混凝土泵送施工性能、力学性能和耐久性都造成了不利的影响，导致无法满足施工现场要求。

随着混凝土技术的快速发展，对外加剂提出一些特殊的要求，聚羧酸减水剂分子结构自由度大，可调整支链实现减水剂的功能化设计。因此，开发具有低敏感型聚羧酸减水剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种低敏感型聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种低敏感型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)酯化：将乳酸或乳酸酯、不饱和酸、阻聚剂和催化剂混合，通氮气保护，升温至90～130℃，保温反应4～8h，通氮气的方法带出反应生成的水，其中乳酸或乳酸酯与不饱和酸摩尔比为1∶1.5～5，阻聚剂的用量为乳酸或乳酸酯与不饱和酸总量的0.3～3wt％，催化剂的用量为乳酸或乳酸酯与不饱和酸总量的0.3～3wt％，反应结束后降温到常温，即得第一共聚单体；上述乳酸酯为乳酸甲酯或乳酸乙酯；上述不饱和酸为丙烯酸和/或甲基丙烯酸；上述催化剂为对甲苯磺酸和/或98％浓硫酸；

(2)磺化：将分子量为2100～2500的聚醚大单体与磺化剂混合，通氮气保护，反应温度为80～120℃，保温时间为3-5h，聚醚大单体与磺化剂的摩尔比为1∶1～1.5，降温后加入中和剂即得第二共聚单体；

(3)共聚：将第二共聚单体、第一共聚单体、含氟化合物、氧化剂、还原剂、分子调节剂于水中进行反应，反应温度为5～80℃，滴加时间为1.5～3h，保温时间为0.5～2h，得共聚产物，其中第一共聚单体为第二共聚单体质量的8～15％，含氟化合物为第二共聚单体质量的0.5～4％；引发剂为第二共聚单体质量的0.2～5％，还原剂为第二共聚单体质量的0.05～1％，分子调节剂为第二共聚单体质量的0.3～1％，保温结束后将共聚产物用碱调节pH至5～7，即得所述低敏感型聚羧酸减水剂；上述含氟化合物为丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、2-氟丙烯酸甲酯、2-氟代丙烯酸乙酯和2，2，2-三氟-2-氟丙烯酸乙酯中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪和二苯胺中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述聚醚大单体为分子量为2400的HPEG、TPEG或VPEG型聚醚大单体。

在本发明的一个优选实施方案中，所述磺化剂为氨基磺酸、亚硫酸盐、卤代磺酸或三氧化硫。

在本发明的一个优选实施方案中，所述氧化剂为双氧水、过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述还原剂为2-羟基-2-亚磺酸基乙酸二钠盐、吊白块、硫酸亚铁和亚硫酸氢钠的至少一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述分子调节剂为巯基丙酸、巯基乙醇、异丙醇和磷酸三钠中的至少一种。

本发明的有益效果：

1、本发明通过乳酸或乳酸酯与不饱和酸酯化引入了酯基，通过大单体端基磺化引入了长链段的磺酸基团，产生可逆吸附作用，达到对泥土不敏感的目的，提高了聚羧酸减水剂对混凝土拌合物的适应性。

2、本发明通过共聚引入了含氟基团，由于含氟表面活性剂的F-C键的键长短，键能高，结构稳定，使得聚羧酸减水剂具有高表面活性、高热稳定性及高化学稳定性，在混凝土拌合物中表现出低敏感性能。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

(1)酯化：将110g乳酸、216g丙烯酸、4.32g对苯二酚加入到四口烧瓶内，在氮气保护下，升温至60℃，加入3.27g对甲苯磺酸，升温至105℃，保温反应2h，期间用通氮气带水的方法除去水，反应结束后降至室温，得到第一共聚单体；