本发明涉及建筑材料领域，特别是涉及一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法。
背景技术：
耐火材料是用作耐火制品砌体的砌缝材料，按材质可分为黏土质、高铝质、硅质和镁质耐火泥等。在生产耐火材料过程中，加入外加剂能够极大改善耐火泥浆的砌筑性能以及调整材料的耐火度和提高材料的粘结力。聚羧酸减水剂具有超分散性能，适用范围广，能满足各种水泥基建材类的使用要求。但是针对不定形耐火浇注料，适用性能就比较差，特别是针对含有硅灰的耐火浇注料体系，硅灰质量含量超过5%以上时，往往分散性能极差甚至没有分散性能，使用效果不好。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，制得的聚羧酸减水剂使用效果好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括步骤为：（1）将聚乙二醇和丙烯酸甲酯反应得到丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体；（2）以丙烯酸、烯丙基磺酸钠、丙烯酸羟乙酯、顺丁烯二酸酐、丙烯酰胺和步骤（1）制得的丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体为原料，在水溶液中加热并通过引发剂引发共聚，恒温反应，得到用于耐火材料的聚羧酸减水剂。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述聚乙二醇是定量的，所述丙烯酸甲酯是过量的。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述反应是在催化剂存在的情况下，加热升温到80℃～90℃，反应时间3小时～6小时。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述反应后减压蒸馏，去除多余的丙烯酸甲酯和多余的甲醇。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述丙烯酸、所述烯丙基磺酸钠、所述丙烯酸羟乙酯、所述顺丁烯二酸酐、所述丙烯酰胺和所述丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体的摩尔比为1：0-1.5：0.2-1：0.8-1：0.1-1:0.5-1。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述引发剂为过硫酸钾。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述恒温反应是在70℃～95℃下恒温反应3～6小时。
本发明的有益效果是：本发明的用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，通过确定聚羧酸减水剂支链长度，使其分散性大大提高，制得的聚羧酸减水剂能够在超微粉含量高的耐火材料中使用，对扩展不定形耐火浇注料的市场具有重要的作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括步骤为：
（1）先把定量的聚乙二醇和过量的丙烯酸甲酯加入四口烧瓶中，加入催化剂，加热升温到85℃，反应时间5小时，然后减压蒸馏，去除多余的丙烯酸甲酯和多余的甲醇，得到丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体；
（2）以0.15mol丙烯酸、0.15mol烯丙基磺酸钠、0.01mol丙烯酸羟乙酯、0.15mol顺丁烯二酸酐、0.17mol丙烯酰胺和步骤（1）制得的0.08mol丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体为原料，在水溶液中加热并通过过硫酸钾引发共聚，在85℃下恒温反应4小时，得到用于耐火材料的聚羧酸减水剂。
实施例二：
提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括步骤为：
（1）先把定量的聚乙二醇和过量的丙烯酸甲酯加入四口烧瓶中，加入催化剂，加热升温到80℃，反应时间6小时，然后减压蒸馏，去除多余的丙烯酸甲酯和多余的甲醇，得到丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体；
（2）以0.05mol丙烯酸、0.10mol烯丙基磺酸钠、0.05mol丙烯酸羟乙酯、0.03mol顺丁烯二酸酐、0.09mol丙烯酰胺和步骤（1）制得的0.04mol丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体为原料，在水溶液中加热并通过过硫酸钾引发共聚，在80℃下恒温反应5小时，得到用于耐火材料的聚羧酸减水剂。
实施例三：
提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括步骤为：
（1）先把定量的聚乙二醇和过量的丙烯酸甲酯加入四口烧瓶中，加入催化剂，加热升温到90℃，反应时间3小时，然后减压蒸馏，去除多余的丙烯酸甲酯和多余的甲醇，得到丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体；
（2）以0.20mol丙烯酸、0.05mol烯丙基磺酸钠、0.03mol丙烯酸羟乙酯、0.18mol顺丁烯二酸酐、0.17mol丙烯酰胺和步骤（1）制得的0.10mol丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体为原料，在水溶液中加热并通过过硫酸钾引发共聚，在95℃下恒温反应3小时，得到用于耐火材料的聚羧酸减水剂。
实施例四：
提供一种用于耐火材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括步骤为：
（1）先把定量的聚乙二醇和过量的丙烯酸甲酯加入四口烧瓶中，加入催化剂，加热升温到85℃，反应时间4小时，然后减压蒸馏，去除多余的丙烯酸甲酯和多余的甲醇，得到丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体；
（2）以0.10mol丙烯酸、0.04mol丙烯酸羟乙酯、0.12mol顺丁烯二酸酐、0.02mol丙烯酰胺和步骤（1）制得的0.06mol丙烯酸聚乙二醇酯大分子单体为原料，在水溶液中加热并通过过硫酸钾引发共聚，在70℃下恒温反应6小时，得到用于耐火材料的聚羧酸减水剂。
在不定形耐火浇注料中，需要分散或者减水的对象是超微粉。超微粉包括超细氧化铝粉、微硅粉、铝矾土、镁砂、炭黑等，大部分都是一些惰性粉体，与聚羧酸减水剂作用是采用空间位阻作用或者分子间作用力，从而获取减水效果的。本发明通过对聚羧酸减水剂的分子设计，并利用各种反应单体对聚羧酸共聚物的性能产生影响，制得用于耐火材料中的聚羧酸减水剂。本发明是根据分子设计原理，确定丙烯酸、顺丁烯二酸酐、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸聚乙二醇酯、烯丙基磺酸钠作为反应单体。本发明的合成方法利用丙烯酸与丙烯酸甲酯交换反应制备大单体，再用大单体与各乙烯类单体进行自由基共聚物反应制备聚羧酸共聚物，通过正交试验确定最佳反应条件。
本发明在主链上接枝不同长度的支链形成聚羧酸共聚物，同时通过测试支链共聚物的性能，确定了支链长度不同对聚羧酸共聚物性能的影响，特别是支链的长度对聚羧酸减水剂的分散性有较大影响，使聚羧酸减水剂能用于耐火浇注料中。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。