一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于混凝土外加劑【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑及其制備方法。該減水劑具有如下結(jié)構(gòu)，其中R為H或CH3；x＝5～15；y＝20～50；z＝8～16；a＝20～150；b＝30～1200；c＝10～150。該減水劑的制備方法為：先通過(guò)聚醚胺與酰氯單體反應(yīng)得到聚醚胺單體，然后加入聚氧乙烯醚單體和羧基單體在引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑條件下在水溶液中進(jìn)行自由基共聚合得到具有良好分散性及保坍性的聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、原料成本低、不使用有機(jī)溶劑，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于混凝土外加劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城鎮(zhèn)化的推進(jìn)使混凝土行業(yè)對(duì)于高性能減水劑的需求逐年上升。目前聚羧酸減水劑市場(chǎng)的主流產(chǎn)品為第二代的一步法醚類(lèi)聚羧酸減水劑，所采用的聚醚大單體是反應(yīng)活性較高的異戊烯醇或異丁烯醇結(jié)合聚氧乙烯醚的結(jié)構(gòu)。這一類(lèi)的減水劑較前一代的酯類(lèi)減水劑工藝更為簡(jiǎn)單，性能更為穩(wěn)定，但是，由于大單體種類(lèi)的限制，這一類(lèi)的減水劑性能提升空間已經(jīng)不大，且保坍性能與高減水率往往不能兼顧；另一方面，由于混凝土材料來(lái)源的復(fù)雜性，聚羧酸對(duì)于膠凝材料成分及混凝土集料含泥量的敏感仍是制約聚羧酸減水劑進(jìn)一步推廣應(yīng)用，使其無(wú)法完全替代萘系減水劑的一個(gè)重要原因，因此，性能更為優(yōu)越，且對(duì)材料的普遍適應(yīng)能力更好的聚羧酸減水劑是其進(jìn)一步擴(kuò)展市場(chǎng)的需要。酰胺型減水劑代表了一種新型的聚羧酸減水劑結(jié)構(gòu)。其主要的特點(diǎn)在于利用酰胺鍵連接聚氧乙烯或聚異丙醇，具有獨(dú)特的分散能力，保坍性能優(yōu)越，對(duì)混凝土材料的適應(yīng)性佳，與目前市場(chǎng)上的普通醚類(lèi)減水劑的性能優(yōu)勢(shì)明顯。隨著預(yù)拌混凝土技術(shù)的發(fā)展及工程建筑質(zhì)量要求的提高，這一新型的減水劑體系有望成為下一代高性能混凝土減水劑的發(fā)展方向，但是目前酰胺的價(jià)格比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑。所述聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑通過(guò)化學(xué)共聚的方法將含酰胺結(jié)構(gòu)的聚醚胺與聚氧乙烯醚接枝到聚羧酸系減水劑主鏈上，所得減水劑具有優(yōu)異的分散性和保坍性能，同時(shí)也大大降低了成本。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑，所述聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑具有以下結(jié)構(gòu):
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑，其特征在于:所述聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑具有以下結(jié)構(gòu):
2.權(quán)利要求1所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:包含以下操作步驟: (1)將80~187質(zhì)量份的聚醚胺加入反應(yīng)釜，O~5°C攪拌條件下加入2~5質(zhì)量份的縛酸劑，然后滴加4~10質(zhì)量份的酰氯單體，滴加時(shí)間為10~120分鐘，滴加完后維持O~5°C保溫O~120分鐘，得到含酰胺結(jié)構(gòu)的聚醚胺單體； (2)將100質(zhì)量份的去離子水、87~204質(zhì)量份的聚氧乙烯醚單體加入到步驟(1)的反應(yīng)釜中，升溫至50~80°C，向反應(yīng)釜中加入引發(fā)劑，并滴加由20質(zhì)量份的羧基單體、鏈轉(zhuǎn)移劑和350~360質(zhì)量份的去離子水組成的混合溶液，滴加時(shí)間為I~4小時(shí)，滴加完畢后維持50~80°C保溫O~4小時(shí)，降溫至20~40°C，用堿液調(diào)節(jié)PH值至6~8，得到聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述聚醚胺的重均分子量為600~3000并具有如下結(jié)構(gòu)式:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述縛酸劑為碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中的至少一種；縛酸劑的用量為聚醚胺和酰氯單體總質(zhì)量的0.3%~4.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述酰氯單體為甲基丙烯酰氯或丙烯酰氯；所述聚氧乙烯醚單體為重均分子量為1200~2400的異戊烯醇聚氧乙烯醚或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑由氧化體系和還原體系組成，所述氧化體系為過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀中的至少一種,還原體系為抗壞血酸或亞硫酸氫鈉中的至少一種；氧化體系與還原體系的質(zhì)量之比為5~40:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑的加入量為聚醚胺單體、聚氧乙烯醚單體和羧基單體總質(zhì)量的0.2%~6.5% ;引發(fā)劑的加入方式為先加入氧化體系，還原體系隨羧基單體、鏈轉(zhuǎn)移劑和去離子水組成的混合溶液一起滴加，或氧化體系與還原體系均隨羧基單體、鏈轉(zhuǎn)移劑和去離子水組成的混合溶液一起滴加。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述羧基單體為丙烯酸、甲基丙烯酸或順丁烯二酸酐中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙醇、巰基乙酸、2-巰基丙酸、3-巰基丙酸、次磷酸、次磷酸鈉、次磷酸鉀或烯丙基磺酸鈉中的至少一種，鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為聚醚胺單體、聚氧乙烯醚單體和羧基單體總質(zhì)量的0.4%~4.0%。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑的制備方法，其特征在于:所述堿液為氫氧化鈉 水溶液、氫氧化鉀水溶液或氨水中的至少一種。
【文檔編號(hào)】C04B24/26GK104031216SQ201410225241
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】史珺, 羅志有, 吳昆 , 黃曉梅, 胡德焯 申請(qǐng)人:中科院廣州化學(xué)有限公司