一种早强型醚类聚羧酸减水剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，特别是一种具有早强功能的聚羧酸减水剂及其制 备方法。
【背景技术】：
[0002] 近年来，随着高性能混凝土的快速发展，推动着混凝土外加剂的研宄空前活跃。普 通聚羧酸减水剂会延缓水泥水化，尤其是在低温条件下，早期强度发展缓慢，使普通聚羧酸 减水剂的使用受到限制。在预制构件中和抢修工程等，为了增加生产效率，加快施工进度， 不仅要求聚羧酸减水剂具有很好的减水分散作用，还要求能够提高混凝土早期强度。
[0003] 目前，早强型聚羧酸减水剂普遍采用的办法是复配传统的有机（三乙醇胺、乙酸 钙等）与无机（氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钠等）早强组分，此方法所得的聚羧酸减水剂用于 混凝土中能够在一定程度上提高早期强度，但是提高的幅度不大。
[0004] 近年来合成自身具有早强功能的聚羧酸减水剂也有大量研宄，专利CN101205128B 公开了一种早强型聚羧酸减水剂及其制造方法，采用环氧乙烷聚合度为37和54的烯丙基 聚乙二醇、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸钠在水溶液中五元共聚得到。但是该专利并未 指出由于烯丙基聚乙二醇聚合活性不高，产品转化率低，大量残留在所合成的聚羧酸减水 剂中的烯丙基聚乙二醇造成减水剂减水率低，显著延长混凝土的凝结时间，影响产品的使 用。
[0005] 专利CN103450412A公开了一种酯类早强型聚羧酸减水剂的制备方法。该早强型 减水剂通过酰胺化反应制备酰胺小单体、酯化反应制备酯化大单体，然后与其它不饱和单 体一起进行自由基共聚合反应而得到。在实际生产中，酯类单体经过高温酯化反应才能制 得，同时需采用带水剂，使用分水装置和回流装置，减压蒸馏脱除溶剂，对设备要求高，处理 成本也高，并且带水剂本身具有相当的毒性，不利于环保。酯化反应操作复杂且反应过程难 以控制。这便使得整个生产过程耗时长，而且酯化反应中加入的阻聚剂对后期共聚反应有 一定影响。
[0006] 针对上述问题，本发明从从分子设计的角度着手，研制了一种掺量小、早强效果显 著、减水率高且坍落度损失小、环境友好的绿色混凝土外加剂。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种掺量小、早强效果显著、减水率高且坍落 度损失小、环境友好的绿色混凝土外加剂。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0009] 一种早强型醚类聚羧酸减水剂，其特征在于：该减水剂由下述重量份数的原料制 成的：聚合度为27的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体20-30份，聚合度为113的异戊烯醇 聚乙二醇单甲醚大单体50-60份，丙烯酸6. 5-8. 6份，链转移剂0. 3-1. 5份，引发剂0. 4-0. 6 份，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸2. 5-3. 5份，去离子水125-135份。
[0010] 进一步的技术方案在于：该减水剂由下述重量份数的原料制成：聚合度为27的异 戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体20-30份，聚合度为113的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体 50-60份，丙烯酸或者其衍生物单体6. 5-8. 6份，链转移剂0. 3-1. 5份，引发剂0. 4-0. 6份， 2-丙稀酰氨基-2_甲基-1-丙烷横酸2. 5-3. 5份，去尚子水125-135份。
[0011] 进一步的技术方案在于：该减水剂由下述重量份数的原料制成：聚合度为27的异 戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体20份，聚合度为113的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体50 份，丙烯酸或者其衍生物单体6. 5份，链转移剂0. 3份，引发剂0. 4份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基_1_丙烷磺酸2. 5份，去尚子水125份。
[0012] 进一步的技术方案在于：该减水剂由下述重量份数的原料制成：聚合度为27的异 戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体30份，聚合度为113的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体60 份，丙烯酸或者其衍生物单体8. 6份，链转移剂1. 5份，引发剂0. 6份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基_1_丙烷磺酸3. 5份，去尚子水135份。
[0013] 进一步的技术方案在于：该减水剂由下述重量份数的原料制成：聚合度为27的异 戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体25份，聚合度为113的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体55 份，丙烯酸或者其衍生物单体7. 55份，链转移剂0. 9份，引发剂0. 5份，2-丙烯酰氨基-2-甲 基-1-丙烷磺酸3份，去离子水130份。
[0014] 进一步的技术方案在于：所述的链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、甲基烯丙基磺酸 钠中的一种或者几种组分的组合。
[0015] 进一步的技术方案在于：所述的引发剂为双氧水、维生素C、过硫酸铵中的一种或 者几种的组合。
[0016] 进一步的技术方案在于：该早强型醚类聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤：
[0017] (1)按重量份数将聚合度为27的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体、聚合度为113 的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸和去离子水加入 到三口烧瓶中，加热并开动搅拌器溶解；
[0018] (2)按重量份数将链转移剂和引发剂溶于40份去离子水中；
[0019] (3)按重量份数将丙烯酸加入35份去离子水中溶解；
[0020] (4)待反应釜温度升至38-42°C，异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体都溶解后开始 采用恒流泵滴加链转移剂和引发剂的混合溶液2-3小时；
[0021] (5) 3分钟以后开始采用恒流泵滴加反应物单体溶液，1. 5-2. 5小时；
[0022] (6)滴加完后继续在40°C保温反应1. 0-2. 0小时，自然冷却到45°C以下；
[0023] (7)所得产物用浓碱溶液调节pH值至6. 5-7. 0,即得到具有早强功能的聚羧酸减 水剂产品。
[0024] 进一步的技术方案在于：该早强型醚类聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤：
[0025] (1)按重量份数将聚合度为27的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体、聚合度为113 的异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸和去离子水加入 到三口烧瓶中，加热并开动搅拌器溶解；
[0026] (2)按重量份数将链转移剂和引发剂溶于40份去离子水中；
[0027] (3)按重量份数将丙烯酸衍生物单体加入35份去离子水中溶解；
[0028] (4)待反应釜温度升至38_42°C，异戊烯醇聚乙二醇单甲醚大单体都溶解后开始 采用恒流泵滴加链转移剂和引发剂的混合溶液2-3小时；
[0029] (5) 3分钟以后开始采用恒流泵滴加反应物单体溶液，1. 5-2. 5小时；
[0030] (8)滴加完后继续在40°C保温反应1. 0-2. 0小时，自然冷却到45°C以下；
[0031] (9)所得产物用浓碱溶液调节pH值至6. 5-7. 0,即得到具有早强功能的聚羧酸减 水剂产品。
[0032] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0033] 掺量小、早强效果显著、减水率高且坍落度损失小、绿色环保，具有较小的分子量 分布和较高的自由基聚合转化率，使用本发明合成样品所配制的混凝土早期强度比使用普 通减水剂混凝土早期强度优异。
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0035] 图1为本发明实施例1合成早强型聚羧酸减水剂样品的GPC曲线；
[0036] 图2为本发明实施例2合成早强型聚羧酸减水剂样品的GPC曲线；
[0037] 图3为本发明实施例3合成早强型聚羧酸减水剂样品的GPC曲线；
[0038] 图4为本发明普通减水剂样品的GPC曲线。
[0039] 其中：1_本发明实施例1合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线光散 射检测器测试曲线，可以表征样品各组分的绝对分子量；
[0040]2-本发明实施例1合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线示差折光检 测器测试曲线，可以表征样品各组分的浓度（也即所占比例）；
[0041]3-本发明实施例2合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线光散射检测 器测试曲线，可以表征样品各组分的绝对分子量；
[0042] 4-本发明实施例2合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线示差折光检 测器测试曲线，可以表征样品各组分的浓度（也即所占比例）；
[0043] 5-本发明实施例3合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线光散射检测 器测试曲线，可以表征样品各组分的绝对分子量；
[0044] 6-本发明实施例3合成早强型聚羧酸减水剂样品经GPC分离后，曲线示差折光检 测器测试曲线，可以表征样品各组分的浓度（也即所占比例）；
[0045] 7-本发明普通减水剂样品经GPC分离后，曲线光散射检测器测试曲线，可以表征 样品各组分的绝对分子量；
[0046] 8-本发明普通减水剂样品经GPC分离后，曲线示差折光检测器