專利名稱：一種改性醚類聚羧酸減水劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種改性醚類聚羧酸減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑技術領域。
背景技術：
聚羧酸高性能減水劑是繼萘系之后的第三代高性能減水劑，由含有羧基的不飽和單體和其他單體共聚而成，它的結構目前主要指20世紀80年代后發展起來的由帶有羧酸基團的主鏈和聚醚側鏈而構成梳形分子結構，具有摻量低、保坍性能好、混凝土收縮率低、 分子結構上可調性強、高性能化的潛力大、生產過程中不使用甲醛等突出優點，是高性能混凝土外加劑的發展方向和世界性的研究熱點。目前，這類新型的高性能混凝土外加劑已經廣泛應用于我國一些大型橋梁、高鐵、 水利和隧道工程。另一方面，由于目前萘系減水劑的主要原材料工業萘缺乏，價格上漲，導致生產萘系減水劑的成本加大，其價格在波動中逐年升高，不再低廉，許多萘系生產和復配廠家已經在漸漸轉做聚羧酸減水劑，加上生產萘系減水劑會用到大量具有污染性的甲醛， 而生產聚羧酸減水劑屬清潔化生產，無三廢排出，符合正在實施的環保、節能的可持續發展國策，毫無疑問，聚羧酸減水劑是將來減水劑市場的發展方向。制備聚羧酸減水劑的常用方法是1、首先由甲基丙烯酸與聚乙二醇酯化制備大單體，然后將生成的大單體與甲基丙烯酸及其它單體聚合，從而獲得酯類聚羧酸減水劑。該方法需要先合成大單體，再聚合，制備工藝復雜，且成本較高，不利于在占市場80 %以上的中低強度等級混凝土中推廣應用；2、由烯丙基聚氧乙烯醚與丙烯酸、馬來酸酐等不飽和單體在水溶液中通過自由基共聚方法制備聚羧酸減水劑，該方法存在聚合物的分子量分布較寬，分子量難以控制的缺點，且由于烯丙基聚氧乙烯醚活性較低，拌制的混凝土減水率較低，坍落度損失較大。目前，國內外市場上聚羧酸類產品的主要區別也就在于①主鏈化學結構及長度； ②側鏈種類、長度及接枝密度；③離子基團含量；④分子量大小及分布等幾個方面。由此可見，聚羧酸分子結構上自由度大，制造技術上可控制的參數多，高性能化的潛力非常大。
發明內容
針對上述現有技術所存在的缺點，本發明的目的在于提供一種分子量可控、適應性強、減水率高、且坍落度經時損失小的改性醚類聚羧酸減水劑。本發明的另一目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法。為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下本發明所述的改性醚類聚羧酸減水劑，是由以下單體按以下配比進行水溶液共聚而成單體A 甲基烯丙基聚氧乙烯醚(改性聚醚，TPEG)，其化學結構式如下
權利要求
1. 一種改性醚類聚羧酸減水劑，其特征在于由以下單體按以下配比進行自由基引發共聚而成單體A 甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其化學結構式如下單體A占單體總質量50 % 95 % ；單體B 丙烯酸，其化學結構式如下H2C^C-H單體B占單體總質量4% 40% ；單體C 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，其化學結構式如下單體C占單體總質量的 10% ；上述三種單體比例的總和為100%。
2.根據權利要求1所述的改性醚類聚羧酸減水劑，其特征在于所述單體A平均分子量為1000 2400之間。
3.一種改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于其包括如下步驟(1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚單體加入反應容器中，升溫到30 50°C時，加入去離子水使其溶解；(2)一邊攪拌升溫一邊用氮氣吹掃反應容器，當升溫至50 90°C，一邊滴加引發劑和鏈轉移劑的混合水溶液，一邊滴加丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合水溶液， 保持溫度不變，在2 6小時內滴完；(3)滴加完畢后，保溫1 3小時，降溫到25 50°C，加入堿調節pH值為5.0 7. 5， 得到改性醚類聚羧酸高性能減水劑。
4.根據權利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟1)中甲基烯丙基聚氧乙烯醚配成水溶液的質量百分比濃度為50 80%。
5.根據權利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟2)中總單體混合水溶液的質量百分比濃度為45 75%。
6.根據權利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述引發劑為過硫酸鹽類引發劑，包括過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的任一種或兩種或多種的混合物；所述過硫酸鹽的用量占所用單體總重量的0.5% 10%，過硫酸鹽配制成質量百分比濃度為1 15%的水溶液。
7.根據權利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述鏈轉移劑是選自巰基丙酸、巰基乙酸中的一種或一種以上；所述鏈轉移劑的用量占所用單體總重量的0. 1 5%。
8.根據權利要求3所述的改性醚類聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于步驟3)中調節PH值用堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種，可為固體片堿或液堿溶液。
全文摘要
本發明公開了一種改性醚類聚羧酸減水劑，它是由50％～95％的甲基烯丙基聚氧乙烯醚、4％～40％的丙烯酸和1％～10％AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)三種單體進行自由基引發共聚而成。本發明的改性醚類聚羧酸減水劑，由于引入了甲基烯丙基聚氧乙烯醚單體，合成的減水劑產品相比醚類聚羧酸減水劑具有更高的減水率和保坍性能，且引入的AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)也進一步提高了產品的減水率，配制的混凝土具有低摻量、高流動性、低坍落度經時損失、良好的和易性和充分的早期強度，并使得產品對不同來源原材料的適應能力大大提高。
文檔編號C08F220/58GK102358768SQ20111020746
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者徐海軍, 祝雯, 鐘開紅 申請人:廣州市建筑科學研究院有限公司