聚羧酸減水劑母液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚羧酸減水劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及聚羧酸減水劑母液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 減水劑是目前研宄和應(yīng)用最廣泛的一種混凝土外加劑，外加劑已成為混凝土中除 水泥、砂、石、水以外的第五種重要組成部分。聚羧酸作為新一代減水劑，具有摻量低、保坍 性能好、混凝土收縮率低、分子結(jié)構(gòu)可調(diào)性強(qiáng)、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和對(duì)環(huán)境的友好等優(yōu)點(diǎn)。被公 認(rèn)為是混凝土外加劑今后的發(fā)展方向。
[0003] 在實(shí)際使用過(guò)程中，由于聚羧酸減水劑側(cè)鏈容易插入粘土的層狀結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致聚 羧酸減水劑在含有粘土的混凝土中的分散性能受到很大的影響，導(dǎo)致其抗泥性差，進(jìn)而導(dǎo) 致混凝土的綜合性能下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供聚羧酸減水劑母液及其制 備方法。采用端羥基酯化的聚醚大單體制備得到，端羥基酯化的聚醚大單體中利用大分子 羧酸作為聚醚的封端基團(tuán)，大大的增加了聚羧酸減水劑側(cè)鏈末端的物理尺寸，使其不易插 入粘土的層狀結(jié)構(gòu)中，從而達(dá)到抗泥的效果。解決了現(xiàn)有聚羧酸減水劑的側(cè)鏈容易插入粘 土的層狀結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致其抗泥性差，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的工作性能下降的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明的聚羧酸減水劑母液，是通過(guò)將聚醚大單體與水、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和丙烯 酸混合加熱反應(yīng)后，再加入堿性溶液中和pH值至6~7后得到的；其中，所述聚醚大單體為 端羥基酯化的聚醚大單體，所述端羥基酯化的聚醚大單體，是在催化劑的催化作用下，聚醚 大單體的端羥基與大分子羧酸的羧基進(jìn)行酯化反應(yīng)得到的。
[0007] 進(jìn)一步地，所述聚醚大單體與大分子羧酸的摩爾比為1 : 0. 2~1。
[0008] 進(jìn)一步地，所述聚醚大單體與大分子羧酸的摩爾比為1 : 0.5。
[0009] 進(jìn)一步地，所述大分子羧酸為碳原子數(shù)16~32的烷基羧酸或者為含苯環(huán)的羧酸。
[0010] 具體地，所述大分子羧酸可以采用但不限于軟脂酸、硬脂酸或者苯甲酸。
[0011] 進(jìn)一步地，所述聚醚大單體的重均分子量為1000~5000。
[0012] 具體地，所述聚醚大單體可以采用異戊烯基聚氧乙烯醚（TPEG)或者異丁烯基聚 氧乙烯醚（HPEG)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述酯化反應(yīng)中，控制反應(yīng)溫度為80°C~130°C，酯化時(shí)間為2~5h。
[0014] 進(jìn)一步地，所述催化劑的用量為所述聚醚大單體的質(zhì)量的2%~6%。
[0015] 具體地，所述催化劑采用對(duì)甲苯磺酸或氨基磺酸。
[0016] 進(jìn)一步地，在酯化反應(yīng)中，還加入了帶水劑。加入的帶水劑的用量依據(jù)酯化反應(yīng)原 料用量、以及帶水劑的能力綜合分析計(jì)算得到。具體地，本發(fā)明中，所述帶水劑的用量可以 為所述聚醚大單體的質(zhì)量的10%~20%。本發(fā)明中所述帶水劑可以采用環(huán)己烷。酯化反 應(yīng)生成的水被及時(shí)帶出反應(yīng)體系，加速酯化反應(yīng)的正向進(jìn)行，提高酯化反應(yīng)效率。
[0017] 進(jìn)一步地，在酯化反應(yīng)中，還加入阻聚劑；所述阻聚劑的用量為所述聚醚大單體的 質(zhì)量的0.05%~0.5%。防止聚醚大單體的雙鍵聚合。具體地，可以采用對(duì)苯二酚或者吩 噻嗪等。
[0018] 進(jìn)一步地，所述端羥基酯化的聚醚大單體與引發(fā)劑的摩爾比為1 : 0.01~0.3; 所述端羥基酯化的聚醚大單體與鏈轉(zhuǎn)移劑的摩爾比為1 : 0.05~0.8;所述端羥基酯化的 聚醚大單體與丙烯酸的的摩爾比為1 : 2~7。
[0019] 具體地，所述水的用量依據(jù)端羥基酯化的聚醚大單體、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和丙烯酸 的總質(zhì)量而定，使反應(yīng)得到的聚羧酸減水劑母液的固含量為35%~50%即可。即所述水的 用量與總質(zhì)量的比值M為1~2即可。
[0020] 進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑可以采用過(guò)硫酸氨、過(guò)硫酸鉀或者Vc-H202引發(fā)體系等。不 同的引發(fā)劑在反應(yīng)過(guò)程中使用的用量有所不同。當(dāng)所述引發(fā)劑采用過(guò)硫酸氨或者過(guò)硫酸鉀 時(shí)，所述端羥基酯化的聚醚大單體與引發(fā)劑的摩爾比為1 : 0.1~0.3;優(yōu)選為1 : 0.2。當(dāng) 所述引發(fā)劑采用Vc-H202引發(fā)體系時(shí)，所述端羥基酯化的聚醚大單體與引發(fā)劑的摩爾比為 1 :0.01~0.1，優(yōu)選為，1:0.022;其中，7(3-1120 2引發(fā)體系中￥(3:11 202摩爾比為0.1~ 0. 25 ： 1〇
[0021] 進(jìn)一步地，所述鏈轉(zhuǎn)移劑可以采用巰基乙酸/丙酸、甲基丙烯磺酸鈉等。當(dāng)采用巰 基乙酸/丙酸時(shí)，所述端羥基酯化的聚醚大單體與鏈轉(zhuǎn)移劑的摩爾比為1 : 0.05~0.3; 優(yōu)選為1 : 0.11。當(dāng)采用甲基丙烯磺酸鈉時(shí)，所述端羥基酯化的聚醚大單體與鏈轉(zhuǎn)移劑的 摩爾比為1 : 0.1~0.8;優(yōu)選為1 : 0.3。
[0022] 進(jìn)一步地，所述端羥基酯化的聚醚大單體與丙烯酸的的摩爾比為1 : 4。
[0023] 聚羧酸減水劑母液的制備方法，是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的：
[0024] 步驟一、制備端羥基酯化的聚醚大單體：將上述所述端羥基酯化的聚醚大單體采 用的原料混合得混合物，然后將混合物在80°C~130°C條件下酯化，得到端羥基酯化的聚 醚大單體；
[0025] 步驟二、將步驟一得到的端羥基酯化的聚醚大單體與水混合攪拌均勻，加熱至 20°C~60°C后分別滴加引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑和丙烯酸，滴加完后保溫反應(yīng)1~3h，得反應(yīng)后混 合物；
[0026] 步驟三、向反應(yīng)后混合物中加入堿性溶液，將反應(yīng)后混合物的pH值中和至6~7 范圍內(nèi)，得到聚羧酸減水劑母液。
[0027] 按上述制備方法制備得到的聚羧酸減水劑母液中的固含量大約在35%~50%。
[0028] 進(jìn)一步地，步驟二中，滴加時(shí)間控制在2~5h，并控制引發(fā)劑的滴加時(shí)間比丙烯酸 的滴加時(shí)間多〇. 5h。
[0029] 進(jìn)一步地，步驟三中，所述堿性溶液可以采用氫氧化鈉溶液等無(wú)機(jī)堿液或者三乙 醇胺之類(lèi)的有機(jī)堿液。
[0030] 本發(fā)明中，向上述的聚羧酸減水劑母液再加入一定量的消泡劑、引氣劑和緩凝劑， 可以得到復(fù)配聚羧酸減水劑。將其作為混凝土外加劑接入混凝土中，能提高混凝土的工作 性能。
[0031]具體地，本發(fā)明的復(fù)配聚羧酸減水劑，是包括上述的聚羧酸減水劑母液、水、消泡 劑、引氣劑和緩凝劑的混合物，其中，在混合物中，所述聚羧酸減水劑母液中的不揮發(fā)物質(zhì) 的質(zhì)量百分含量為8%~15%。其中的不揮發(fā)物質(zhì)指代的是聚羧酸減水劑母液中端羥基酯 化的聚醚大單體與鏈轉(zhuǎn)移劑和丙烯酸聚合反應(yīng)得到的聚合物。
[0032] 優(yōu)選地，在混合物中，所述聚羧酸減水劑母液中的不揮發(fā)物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為10%〇
[0033] 進(jìn)一步地，所述消泡劑的質(zhì)量百分含量為0.01 %~0. 1%，引氣劑0.01 %~ 0. 1