一種醚類聚羧酸保坍劑的制備方法與流程

文檔序號：12104389閱讀：392來源：國知局

本發明屬于建筑外加劑技術領域，具體涉及一種醚類聚羧酸保坍劑的制備方法。

背景技術：

目前市場上聚羧酸系保坍劑應用越來越廣泛，產品能在一定程度上解決一些坍損問題，但面對含泥量較高、石粉含量較高、水泥變化等因素，聚羧酸保坍劑在實際應用中出現保坍性能不足，損失過快，敏感性差，滯后泌水等缺陷，尤其在中低標號的混凝土配比中，損失快，敏感性差尤為明顯。因此，開發能夠滿足各種材料使用，且保坍效果，和易性及敏感性都較好的保坍劑具有十分重要的意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種醚類聚羧酸保坍劑的制備方法。

本發明的具體技術方案如下：

一種醚類聚羧酸保坍劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)酯化反應：將不飽和酸酐、脂肪族羥基酯、阻聚劑和催化劑加入到反應釜中混合，在氮氣保護下，于60～80℃下恒溫反應4～8h，期間用抽真空或通氮氣帶水的方法除去水，反應結束后降至室溫，即得到酯化產物和未反應的不飽和酸酐的第一混合物，其中脂肪族羥基酯與不飽和酸酐的摩爾比為1∶3～6，催化劑用量為不飽和酸酐和脂肪族羥基酯總質量的0.5～4.0％，阻聚劑用量為不飽和酸酐和脂肪族羥基酯總質量的0.5～4.0％；

(2)共聚反應：將步驟(1)制得的第一混合物、分子量為800～6000的4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚和水加入反應釜中，攪拌至溶解均勻，分別滴加引發劑、不飽和羧酸酯單體、不飽和磷酸酯單體和分子量調節劑的水溶液，保持反應溫度為10～80℃，滴加時間為0.5～6.0h，滴加結束后繼續反應0.5～3.0h，得到共聚產物；其中，第一混合物為4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚質量的3.0～19.0％，不飽和羧酸酯為4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚質量的4.0～17.0％，不飽和磷酸酯單體為4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚質量的0.5～5.0％，引發劑占4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚質量的0.5～2.0％，分子量調節劑占4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚質量的0.3～2.0％；

(3)中和反應：將步驟(2)所制得的共聚產物用堿中和至pH值為5～7，即得到固含量為20％-80％的所述醚類聚羧酸保坍劑。

在本發明的一個優選實施方案中，所述脂肪族羥基酯為羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸甲酯、酒石酸二甲酯和酒石酸二乙酯中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述不飽和酸酐為衣康酸酐、二甲基馬來酸酐和檸康酸酐中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述催化劑為濃硫酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、乙基磺酸和二甲氨基吡啶中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述阻聚劑為對苯二酚、吩噻嗪和二苯胺中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述不飽和羧酸酯單體為丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述不飽和磷酸酯單體為丙烯酸羥丙基磷酸酯和丙烯基亞磷酸酯中的一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述引發劑為水溶性無機過氧類引發劑、水溶性氧化還原引發體系或水溶性偶氮引發劑。進一步優選的，所述水溶性無機過氧類引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的至少一種，所述水溶性氧化還原引發體系為雙氧水-吊白塊、雙氧水-抗壞血酸、過硫酸鹽-亞硫酸氫鈉中的至少一種，所述水溶性偶氮引發劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸、偶氮二異丙基咪唑啉中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述分子量調節劑為巰基乙酸、巰基丙酸、異丙醇、磷酸三鈉、甲酸鈉、乙酸鈉和十二硫醇中的至少一種。

本發明的有益效果是：

1、本發明的制備方法通過將脂肪族羥基酯與不飽和酸酐酯化的酯化產物用于聚羧酸保坍劑的共聚合成中，在聚羧酸分子鏈結構中引入同時帶有羧基和雙重酯基的分子結構，帶負電的羧酸根不會影響減水劑的靜電斥力效應，同時可以改善混凝土的和易性及敏感性問題。而雙重酯基在水泥凈漿的堿性條件下水解，緩釋出更多的羧基，能夠提高混凝土的保坍性能，同時該結構的聚羧酸保坍劑能夠適應各種材料使用，敏感性較低。

2、本發明的制備方法通過將脂肪族羥基酯與不飽和酸酐酯化的酯化產物與不飽和羧酸酯、磷酸酯一起制備聚羧酸保坍劑，在共聚過程中會適當交聯，體系空間位阻效應增加。由于不同酯基的水解速率不同，因此保坍效果持續時間可以根據實際使用情況進行調整，能夠滿足各種材料的使用。

3、本發明的制備方法通過將脂肪族羥基酯與不飽和酸酐酯化的酯化產物與4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚一起制備聚羧酸保坍劑，比以往常用的甲氧基烯丙基聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚制備的產品的保坍性和分散性更好。

4、本發明的制備方法中脂肪族羥基酯與不飽和酸酐酯化的酯化產物為小分子單體，易于合成，合成工藝簡單，生產成本較低。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。

實施例1

(1)酯化反應：將衣康酸酐100.00g、二甲基馬來酸酐200.00g、羥基乙酸甲酯40.00g、羥基丙酸甲酯20.00g，濃硫酸1.20g，苯磺酸2.50g，對苯二酚2.3g和吩噻嗪2.4g加入到反應釜中混合，在氮氣保護下，于60℃下恒溫反應8h，期間用抽真空或通氮氣帶水的方法除去水，反應結束后降至室溫，即得到酯化產物和未反應的不飽和酸酐的第一混合物。

(2)共聚反應：將步驟(1)制得的第一混合物為30.50g、4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚200.00g和水360.00g加入反應釜中，攪拌至溶解均勻，待溫度穩定在15℃時，開始滴加過硫酸銨1.50g、過硫酸鉀0.50g和水30.00g的混合液，10min后開始滴加丙烯酸異辛酯12.00g、甲基丙烯酸甲酯20.00g和丙烯酸羥丙基磷酸酯2.00g的混合液，同時滴加疏基乙酸0.70g和水30.00g的混合液，保持反應溫度為15℃，滴加時間為6.0h，滴加結束后繼續反應0.5h，得到共聚產物。