专利名称：星型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑材料中的混凝土减水剂技术领域，具体涉及一种星型聚羧酸系高性能减水剂，特别涉及该种减水剂的制备方法。
背景技术：
随着我国核电、水利、桥梁、隧道等大型基础设施的兴起，尤其是国家铁路客运专线网工程的规划实施，对聚羧酸系减水剂的市场需求持续增长。与传统的高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂以其高减水率、低坍落度损失、低碱含量等优良性能已成为混凝土高性能化的关键材料。另外随着商品混凝土的发展，对聚羧酸系减水剂的保坍性能要求越来越高。混凝土坍落度经时损失不仅直接影响到减水剂使用效果，还大大制约了商品混凝土运输半径，给工程施工带来很多不便，因此在保证高减水率的同时，还必须进一步提高减水剂的保坍性能。 目前，国内对聚羧酸系减水剂的研究较为广泛，但主要集中在梳型结构的研究上，其性能也很难做到兼具高减水高保坍的效果。本发明所制备的星型聚羧酸系减水剂减水率高、坍落度保持性能好，国内尚未见相关报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种原料来源易得、生产成本低、生产工艺简单、绿色环保的星型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法。该种减水剂的星型分子结构，增加了与水泥颗粒的接触面积，提高了其与水泥颗粒之间的键合力，增大了分子的空间位阻作用，从而使减水剂具有更好的分散效果。本发明涉及的星型聚羧酸系高性能减水剂，是以甲基烯丙基聚醚(TPEG)、马来
酸酐(MAD)、甘油(GL)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酸(AA)、过硫酸铵(APS)、巯基丙酸
(MPA)、30%液碱(SH)和水组成，各组分的重量比为
mad Igl Itpeg Iaa Imas Iaps Impa Ish | 水
32~50 112^20 |260~320 |24~30 |4~8|2· 2~3· 6 | ·(Γ2·4 |l6~28 1560^590本发明还涉及这种星型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法
(I)星型单体的合成在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入GL，在搅拌下升温至70°C ;将定量的MAD分:T 4次，每次间隔IOmin缓慢加入。投料完毕后升温至110°C，保温反应6h，加水配成质量分数为70%的溶液，得到一种淡黄色透明液体。(2)星型聚羧酸系减水剂的制备向装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中加入计量的星型单体，搅拌并升温至90°C，分别缓慢滴加(AA+MAS)混合溶液和(APS+MPA)混合溶液，3h滴完，保温反应2h后降温至40°C以下，加入液碱调节pH为6 7，出料得黄色透明液体。
具体实施例方式以下用具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。实施例I。在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入12. 5份GL，在搅拌下升温至70°C ;将35份的MAD分3 4次，每次间隔IOmin缓慢加入。投料完毕后升温至110°C，保温反应6h，加20份水配成质量分数为70%的溶液，得到一种淡黄色透明液体。将305份TPEG及所制的星型单体加入四口瓶，加水460份搅拌并升温至90°C，26份AA和5. 8份MAS加水45份配成滴加液A，2. 8份APS和I. 5份MPA加水60份配成滴加液B，分别缓慢滴加A、B两种滴加液，3h滴完，保温反应2h后降温至40°C以下，加入22份液碱调节pH为6 7，出料得成品ZT-A。实施例2。在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入18. 3份GL，在搅拌下升温至70°C ;将44份的MAD分3 4次，每次间隔IOmin缓慢加入。投料完毕后升温至110°C，保温反应6h，加27份水配成质量分数为70%的溶液，得到一种淡黄色透明液体。将290份TPEG及所制的星型单体加入四口瓶，加水450份搅拌并升温至90°C，28. 5份AA和6. 6份MAS加水45份配成滴加液A，3. I份APS和I. 7份MPA加水60份配成滴加液B，分别缓慢滴加A、B两种滴加液，3h滴完，保温反应2h后降温至40°C以下，加入26份液碱调节pH为6 7，出料得成品ZT-B。实施例3。在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入15. 5份GL，在搅拌下升温至70°C;将47份的MAD分:T 4次，每次间隔IOmin缓慢加入。投料完毕后升温至110°C，保温反应6h，加27份水配成质量分数为70%的溶液，得到一种淡黄色透明液体。将280份TPEG及所制的星型单体加入四口瓶，加水428份搅拌并升温至90°C，25份AA和4. 6份MAS加水45份配成滴加液A，2. 6份APS和I. 3份MPA加水60份配成滴加液B，分别缓慢滴加A、B两种滴加液，3h滴完，保温反应2h后降温至40°C以下，加入18份液碱调节pH为6 7，出料得成品ZT-C。应用实施例I。评价实施例f 3中合成的星型聚羧酸系高性能减水剂、市售聚羧酸系减水剂的分散性能及坍落度保持能力，参照国家标准GB 8076-2008《混凝土外加剂》相关规定执行。试验水泥采用基准水泥，混凝土配合比中C:S:G=360:836:1024，减水剂均为固掺O. 15%，调整用水量使新拌混凝土初始坍落度为210mm±10mm。对比的聚羧酸系高性能减水剂选用本公司的GX和江苏某厂的PC。试验结果见下表I。结果表明，本发明星型聚羧酸系高性能减水剂的三个实施例减水率高于对比的APEG类减水剂GX和TPEG类减水剂PC，坍落度保持性能也优于对比样品。表I本发明与其它高效减水剂的混凝土性能对比权利要求
1.一种星型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于，成分的重量份数如下 马来酸酐(MAD)32 50 ； 甘油(GL)12 20 ； 甲基烯丙基聚醚(TPEG) 260 320 ； 丙烯酸(AA)24 30 ； 甲基丙烯磺酸钠(MAS)Γ8 ； 过硫酸铵(APS)2. 2^3. 6 ； 巯基丙酸(MPA)I. 0 2· 4 ； 30% 液碱(SH)16 28 ；水560 590。
2.根据权利要求I所述的星型聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于，所述过硫酸铵作为引发剂，所述巯基丙酸作为链转移剂，所述液碱为30%液碱。
3.—种权利要求I或2所述的星型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)星型单体的合成在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入甘油(GL)，在搅拌下升温至6(T80°C;将定量的马来酸酐(MAD)分2飞次，每次间隔8 12min缓慢加入；投料完毕后升温至10(Γ120 ，保温反应5 7h，加水配成质量分数为6(Γ80%的溶液，得到一种淡黄色透明液体； (2)星型聚羧酸系减水剂的制备向装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中加入计量的星型单体，搅拌并升温至8(Γ100 ，分别缓慢滴加丙烯酸(AA)与甲基丙烯磺酸钠(MAS)的混合溶液及过硫酸铵(APS)与巯基丙酸(MPA)的混合溶液，2 4h滴完，保温反应I.5^2. 5h后降温至40°C以下，加入液碱(SH)调节pH为6 7，出料得黄色透明液体。
4.一种权利要求I或2所述的星型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)星型单体的合成在配置有搅拌器、温度计、冷凝管和分水器的干燥四口瓶中加入甘油(GL)，在搅拌下升温至70°C;将定量的马来酸酐(MAD)分Γ4次，每次间隔IOmin缓慢加入；投料完毕后升温至110°C，保温反应6h，加水配成质量分数为70%的溶液，得到一种淡黄色透明液体； (2)星型聚羧酸系减水剂的制备向装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中加入计量的星型单体，搅拌并升温至90°C，分别缓慢滴加丙烯酸(AA)与甲基丙烯磺酸钠(MAS)的混合溶液及过硫酸铵(APS)与巯基丙酸(MPA)的混合溶液，3h滴完，保温反应2h后降温至40°C以下，加入液碱(SH)调节pH为6 7，出料得黄色透明液体。
全文摘要
一种星型聚羧酸系高性能减水剂，它是由3.2~5%的马来酸酐和1.2~2%甘油反应生成的星型单体，然后与26~32%甲基烯丙基聚醚、2.4~3%丙烯酸及0.4~0.8%甲基丙烯磺酸钠等单体，在过硫酸铵和巯基丙酸作用下进行水溶液聚合而成。与现有技术相比，本发明所制备的星型聚羧酸系高性能减水剂改善了现有减水剂掺量较大、坍落度损失大、水泥适应性差等缺点。另外本发明不使用有机溶剂，操作简单，反应过程容易控制，绿色环保。
文档编号C04B103/30GK102775089SQ201210298058
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者付丹华, 徐唯唯, 杨日, 沈燕平, 王冬, 祝烨然, 陈国新, 黄国泓 申请人:南京瑞迪高新技术有限公司