一种酯类聚羧酸减水剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土外加剂，具体而言，涉及一种酯类聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术：

1、聚羧酸减水剂广泛应用于商品混凝土搅拌站及桥梁、隧道、公路、港口、水利等重点工程项目，近年来，随着我国经济建设的迅猛发展以及国家对基础设施建设的巨大投入，给生产和应用聚羧酸减水剂提供了广阔的前景。随着优质砂石等资源性材料日益匮乏，如何使用不同低质原材料拌合高性能混凝土是混凝土外加剂研究的重中之重。

2、传统酯类聚羧酸减水剂的合成分成两步：第一步mpeg单体(聚乙二醇单甲醚)与甲基丙烯酸酯化成带双键单体；第二步酯化合成的单体与丙烯酸或甲基丙烯酸自由基聚合成酯类聚羧酸减水剂。该减水剂工艺合成步骤繁琐，工艺控制要求高，产品质量难以控制，严重限制该类产品推广应用。

技术实现思路

1、为解决现有技术中常规酯类聚羧酸减水剂对不同混凝土原材料适应性较差，且合成步骤繁琐、工艺复杂等技术问题，本发明的目的之一在于提供一种酯类聚羧酸减水剂，该减水剂不仅具有优异的减水性能和保坍性能，而且对不同混凝土原材料适应性较好，可有效解决因材料波动、劣质材料广泛应用导致混凝土粘聚性差、包裹性差、流速慢、离析以及泌水等问题。

2、本发明的目的之二在于提供一种酯类聚羧酸减水剂的制备方法，该制备方法采用一步合成法，可以有效缩短合成时间，且工艺简单，不需要严苛的反应条件及设备，节约生产成本，可用于大规模生产。

3、本发明的目的之三在于提供一种由上述制备方法制得的酯类聚羧酸减水剂。

4、为实现上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

5、一种酯类聚羧酸减水剂，以重量份计，包括：

6、甲基丙烯酸聚乙二醇酯100份、不饱和单体20～30份、引发剂0.7～2份、还原剂0.1～0.4份、链转移剂1～2份、氢氧化钠4～6份和水180～200份。

7、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯由乙氧基化开环制得。由该方法制备的单体纯度高，双键活性高。

8、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为500-2000。

9、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为600、1000和2000中的一种或多种。

10、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯为数均分子量为600、1000和2000等质量比例混合的混合物。

11、在本发明的一些优选实施例中，所述不饱和单体选自丙烯酸、2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和2-羟乙酯甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种；和/或

12、所述引发剂为过硫酸铵；和/或

13、所述还原剂为甲醛次硫酸氢钠和/或布吕格曼还原剂e51；和/或

14、所述链转移剂为3-巯基丙酸、巯基乙醇和巯基乙酸中的一种或两种。

15、为实现上述目的之二，本发明采用以下技术方案：

16、一种酯类聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：

17、s1.将甲基丙烯酸聚乙二醇酯分为两部分，将第一部分甲基丙烯酸聚乙二醇酯与水混合，得1#滴加液；

18、s2.将还原剂、链转移剂与水混合，得2#滴加液；

19、s3.将不饱和单体与水混合，得3#滴加液；

20、s4.将第二部分甲基丙烯酸聚乙二醇酯与水混合后加入引发剂，同时滴加1#滴加液、2#滴加液和3#滴加液进行接触反应，反应后加入氢氧化钠-水溶液，即得所述减水剂。

21、该制备方法采用氧化还原引发体系较常规热分解引发不仅可以缩短诱导期，而且能提高聚合速率，从而可使聚合温度降低，甚至可在室温聚合。

22、根据本发明，上述制备方法各个步骤中加水混合的目的是为了将原料溶解，可根据实际情况加水，对此本发明不作限定。

23、根据本发明，上述制备方法中第一部分甲基丙烯酸聚乙二醇酯与第二部分甲基丙烯酸聚乙二醇酯的质量比例为(7-9):(1-3)。

24、在本发明的一些优选实施例中，所述酯类聚羧酸减水剂采用包括以下重量份原料制备而成：

25、甲基丙烯酸聚乙二醇酯100份、不饱和单体20～30份、引发剂0.7～2份、还原剂0.1～0.4份、链转移剂1～2份、氢氧化钠4～6份和水180～200份。

26、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯由乙氧基化开环制得。

27、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为500-2000。

28、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为600、1000和2000中的一种或多种。

29、在本发明的一些优选实施例中，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯为数均分子量为600、1000和2000等质量比例混合的混合物。

30、在本发明的一些优选实施例中，所述不饱和单体选自丙烯酸、2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和2-羟乙酯甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种；和/或

31、所述引发剂为过硫酸铵；和/或

32、所述还原剂为甲醛次硫酸氢钠和/或布吕格曼还原剂e51；和/或

33、所述链转移剂为3-巯基丙酸、巯基乙醇和巯基乙酸中的一种或两种。

34、在本发明的一些优选实施例中，所述步骤s4中，滴加的时间为2～3小时。

35、在本发明的一些优选实施例中，所述接触反应的条件包括：温度为15～25℃，时间为2～3小时。

36、为实现上述目的之三，本发明采用以下技术方案：

37、一种由上述的制备方法制得的酯类聚羧酸减水剂。

38、相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

39、1、本发明提供的一种酯类聚羧酸减水剂，该减水剂具有优异的减水性能和保坍性能，对不同混凝土原材料适应性较好，可有效解决因材料波动、劣质材料广泛应用导致混凝土粘聚性差、包裹性差、流速慢、离析以及泌水等问题。

40、2、本发明提供一种酯类聚羧酸减水剂的制备方法，该制备方法采用氧化还引发原体系一步合成法，可以有效缩短合成时间，且工艺简单，不需要严苛的反应条件及设备，可用于大规模生产。

技术特征：

1.一种酯类聚羧酸减水剂，其特征在于，采用包括如下重量份数的各组分制备而成：

2.根据权利要求1所述的酯类聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯由乙氧基化开环制得。

3.根据权利要求1或2所述的酯类聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为500-2000；优选地，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为600、1000和2000中的一种或多种；更优选地，所述甲基丙烯酸聚乙二醇酯为数均分子量为600、1000和2000等质量比例混合的混合物。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的酯类聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和单体选自丙烯酸、2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和2-羟乙酯甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种；和/或

5.一种酯类聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酯类聚羧酸减水剂采用包括以下重量份原料制备而成：

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和单体选自丙烯酸、2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠和2-羟乙酯甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或两种；和/或

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，滴加的时间为2～3小时。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述接触反应的条件包括：温度为15～25℃，时间为2～3小时。

10.一种如权利要求5-9中任一项所述的制备方法制得的酯类聚羧酸减水剂。

技术总结
本发明提出了一种酯类聚羧酸减水剂及其制备方法，涉及混凝土外加剂技术。一种酯类聚羧酸减水剂，采用包括如下重量份数的各组分制备而成：甲基丙烯酸聚乙二醇酯100份、不饱和单体20～30份、引发剂0.7～2份、还原剂0.1～0.4份、链转移剂1～2份、氢氧化钠4～6份和水180～200份。该减水剂具有优异的减水性能和保坍性能，对不同混凝土原材料适应性较好，可有效解决因材料波动、劣质材料广泛应用导致混凝土粘聚性差、包裹性差、流速慢、离析以及泌水等问题。该制备方法采用一步合成法，可以有效缩短合成时间，且工艺简单，不需要严苛的反应条件及设备，节约生产成本，可用于大规模生产。

技术研发人员：边延伟,李娟,赵军
受保护的技术使用者：山西佳维新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13