聚羧酸减水剂母液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，尤其涉及聚羧酸减水剂母液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 减水剂是目前研宄和应用最广泛的一种混凝土外加剂，外加剂已成为混凝土中除 水泥、砂、石、水以外的第五种重要组成部分。聚羧酸作为新一代减水剂，具有掺量低、保坍 性能好、混凝土收缩率低、分子结构可调性强、生产工艺简单和对环境的友好等优点。被公 认为是混凝土外加剂今后的发展方向。
[0003] 在实际使用过程中，由于聚羧酸减水剂侧链容易插入粘土的层状结构中，导致聚 羧酸减水剂在含有粘土的混凝土中的分散性能受到很大的影响，导致其抗泥性差，进而导 致混凝土的综合性能下降。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供聚羧酸减水剂母液及其制 备方法。采用端羟基酯化的聚醚大单体制备得到，端羟基酯化的聚醚大单体中利用大分子 羧酸作为聚醚的封端基团，大大的增加了聚羧酸减水剂侧链末端的物理尺寸，使其不易插 入粘土的层状结构中，从而达到抗泥的效果。解决了现有聚羧酸减水剂的侧链容易插入粘 土的层状结构中，导致其抗泥性差，进而导致混凝土的工作性能下降的技术问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 本发明的聚羧酸减水剂母液，是通过将聚醚大单体与水、引发剂、链转移剂和丙烯 酸混合加热反应后，再加入碱性溶液中和pH值至6~7后得到的；其中，所述聚醚大单体为 端羟基酯化的聚醚大单体，所述端羟基酯化的聚醚大单体，是在催化剂的催化作用下，聚醚 大单体的端羟基与大分子羧酸的羧基进行酯化反应得到的。
[0007] 进一步地，所述聚醚大单体与大分子羧酸的摩尔比为1 : 0. 2~1。
[0008] 进一步地，所述聚醚大单体与大分子羧酸的摩尔比为1 : 0.5。
[0009] 进一步地，所述大分子羧酸为碳原子数16~32的烷基羧酸或者为含苯环的羧酸。
[0010] 具体地，所述大分子羧酸可以采用但不限于软脂酸、硬脂酸或者苯甲酸。
[0011] 进一步地，所述聚醚大单体的重均分子量为1000~5000。
[0012] 具体地，所述聚醚大单体可以采用异戊烯基聚氧乙烯醚（TPEG)或者异丁烯基聚 氧乙烯醚（HPEG)。
[0013] 进一步地，所述酯化反应中，控制反应温度为80°C~130°C，酯化时间为2~5h。
[0014] 进一步地，所述催化剂的用量为所述聚醚大单体的质量的2%~6%。
[0015] 具体地，所述催化剂采用对甲苯磺酸或氨基磺酸。
[0016] 进一步地，在酯化反应中，还加入了带水剂。加入的带水剂的用量依据酯化反应原 料用量、以及带水剂的能力综合分析计算得到。具体地，本发明中，所述带水剂的用量可以 为所述聚醚大单体的质量的10%~20%。本发明中所述带水剂可以采用环己烷。酯化反 应生成的水被及时带出反应体系，加速酯化反应的正向进行，提高酯化反应效率。
[0017] 进一步地，在酯化反应中，还加入阻聚剂；所述阻聚剂的用量为所述聚醚大单体的 质量的0.05%~0.5%。防止聚醚大单体的双键聚合。具体地，可以采用对苯二酚或者吩 噻嗪等。
[0018] 进一步地，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为1 : 0.01~0.3; 所述端羟基酯化的聚醚大单体与链转移剂的摩尔比为1 : 0.05~0.8;所述端羟基酯化的 聚醚大单体与丙烯酸的的摩尔比为1 : 2~7。
[0019] 具体地，所述水的用量依据端羟基酯化的聚醚大单体、引发剂、链转移剂和丙烯酸 的总质量而定，使反应得到的聚羧酸减水剂母液的固含量为35%~50%即可。即所述水的 用量与总质量的比值M为1~2即可。
[0020] 进一步地，所述引发剂可以采用过硫酸氨、过硫酸钾或者Vc-H202引发体系等。不 同的引发剂在反应过程中使用的用量有所不同。当所述引发剂采用过硫酸氨或者过硫酸钾 时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为1 : 0.1~0.3;优选为1 : 0.2。当 所述引发剂采用Vc-H202引发体系时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与引发剂的摩尔比为 1 :0.01~0.1，优选为，1:0.022;其中，7(3-1120 2引发体系中￥(3:11 202摩尔比为0.1~ 0. 25 ： 1〇
[0021] 进一步地，所述链转移剂可以采用巯基乙酸/丙酸、甲基丙烯磺酸钠等。当采用巯 基乙酸/丙酸时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与链转移剂的摩尔比为1 : 0.05~0.3; 优选为1 : 0.11。当采用甲基丙烯磺酸钠时，所述端羟基酯化的聚醚大单体与链转移剂的 摩尔比为1 : 0.1~0.8;优选为1 : 0.3。
[0022] 进一步地，所述端羟基酯化的聚醚大单体与丙烯酸的的摩尔比为1 : 4。
[0023] 聚羧酸减水剂母液的制备方法，是通过以下步骤实现的：
[0024] 步骤一、制备端羟基酯化的聚醚大单体：将上述所述端羟基酯化的聚醚大单体采 用的原料混合得混合物，然后将混合物在80°C~130°C条件下酯化，得到端羟基酯化的聚 醚大单体；
[0025] 步骤二、将步骤一得到的端羟基酯化的聚醚大单体与水混合搅拌均匀，加热至 20°C~60°C后分别滴加引发剂、链转移剂和丙烯酸，滴加完后保温反应1~3h，得反应后混 合物；
[0026] 步骤三、向反应后混合物中加入碱性溶液，将反应后混合物的pH值中和至6~7 范围内，得到聚羧酸减水剂母液。
[0027] 按上述制备方法制备得到的聚羧酸减水剂母液中的固含量大约在35%~50%。
[0028] 进一步地，步骤二中，滴加时间控制在2~5h，并控制引发剂的滴加时间比丙烯酸 的滴加时间多〇. 5h。
[0029] 进一步地，步骤三中，所述碱性溶液可以采用氢氧化钠溶液等无机碱液或者三乙 醇胺之类的有机碱液。
[0030] 本发明中，向上述的聚羧酸减水剂母液再加入一定量的消泡剂、引气剂和缓凝剂， 可以得到复配聚羧酸减水剂。将其作为混凝土外加剂接入混凝土中，能提高混凝土的工作 性能。
[0031]具体地，本发明的复配聚羧酸减水剂，是包括上述的聚羧酸减水剂母液、水、消泡 剂、引气剂和缓凝剂的混合物，其中，在混合物中，所述聚羧酸减水剂母液中的不挥发物质 的质量百分含量为8%~15%。其中的不挥发物质指代的是聚羧酸减水剂母液中端羟基酯 化的聚醚大单体与链转移剂和丙烯酸聚合反应得到的聚合物。
[0032] 优选地，在混合物中，所述聚羧酸减水剂母液中的不挥发物质的质量百分含量为10%〇
[0033] 进一步地，所述消泡剂的质量百分含量为0.01 %~0. 1%，引气剂0.01 %~ 0. 1