專利名稱：緩凝型聚羧酸減水劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用于混凝土的緩凝型聚羧酸高性能減水劑制備方法。
背景技術(shù)：
與木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、萘系減水劑相比，聚羧酸系(polycarboxylateester, PCE)高效減水劑具有摻量小、減水率高、高保坍性及與不同水泥的相容性好等優(yōu)點(diǎn)，被稱為第三代高效減水劑，它對(duì)于改善混凝土流動(dòng)性、施工性、提高密實(shí)程度及耐久性、控制混凝土的引氣、緩凝、泌水等問(wèn)題都有重要的作用。聚羧酸系減水劑是一種具有梳狀結(jié)構(gòu)的水溶性高分子，主鏈通常為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸，不同鏈長(zhǎng)的聚乙二醇為側(cè)鏈。通過(guò)與各種功能單體的共聚，可在聚合物分子中引入羧基、磺酸基、羥基、胺基等多種官能團(tuán)從而實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用性能。正是由于聚羧酸系減水劑無(wú)可比擬的應(yīng)用性能及其多樣化的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能的研究空前活躍，近年來(lái)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，我們對(duì)水泥混凝土的性能也有了越來(lái)越高的要求。但是現(xiàn)在的混凝土依然存在著諸如坍落度損失大，經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失高等一系列問(wèn)題，直接造成混凝土由于熱脹冷縮、干燥收縮產(chǎn)生變形使得混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外一系列研究表明，通過(guò)摻入適當(dāng)?shù)木從饧觿瑢?duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫有很好的防治作用。以往的研究都停留在改變緩凝劑和減水劑的復(fù)配基礎(chǔ)上，而對(duì)減水劑本身的分子結(jié)構(gòu)與水泥水化緩凝作用的關(guān)系卻沒(méi)有深入研究。同時(shí)，由于不同緩凝劑的適用條件各異，所以在實(shí)際運(yùn)作中，與水泥的適應(yīng)·性較差。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，我們著手研究一種緩凝高效減水劑，從而避免由于加入不同緩凝劑復(fù)摻而造成的與實(shí)際水泥適應(yīng)性差的問(wèn)題。緩凝高效減水劑是混凝土外加劑的一種，兼有延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間和顯著減水兩種功能。它與高效減水劑相比，不僅保持了高效減水劑分散作用強(qiáng)、減水率高的優(yōu)點(diǎn)，而且克服了高效減水劑坍落度經(jīng)時(shí)損失大的缺點(diǎn)；它與普通緩凝減水劑相比，不僅具有緩凝減水劑坍落度經(jīng)時(shí)損失小的特點(diǎn)，而且由于減水率遠(yuǎn)高于普通減水劑，使混凝土的各項(xiàng)性能得到進(jìn)一步改善。因此特別適用于配制長(zhǎng)距離輸送的商品混凝土、高強(qiáng)混凝土、泵送混凝土、半干硬混凝土及其它有緩凝要求的混凝土。目前，我國(guó)的緩凝高效減水劑尚處于發(fā)展階段，今后隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)和混凝土向集中攪拌的商品混凝土發(fā)展，我們急需一種緩凝時(shí)間適合的高效減水劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是為了克服新攪拌混凝土坍落度損失和流動(dòng)性差等問(wèn)題而造成混凝土性能降低，更為了解決現(xiàn)行的添加多種緩凝劑卻對(duì)延緩新拌混凝土坍落度損失效果不明顯以及與不同種水泥適用性低等問(wèn)題，合成一種既經(jīng)濟(jì)、適用又能克服上述不足的混凝土聞效減水劑。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所采取得技術(shù)措施是針對(duì)混凝土高效減水劑應(yīng)用中得問(wèn)題，通過(guò)控制甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG)和甲基丙稀酸的摩爾比例，改變MAAMPEG的分子量，降低聚羧酸減水劑分子中聚氧乙烯基的側(cè)鏈長(zhǎng)度，從而提高減水劑的緩凝效果。本發(fā)明所述的緩凝型聚羧酸系減水劑的制備方法如下
Cl)向容器中投入1:1 5:1的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG)和水。緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°C ；
(2)待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨(APS)，充分?jǐn)嚢?min；
(3)同時(shí)滴定甲基丙烯酸(MAA)和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液；
(4)滴定完畢后恒溫反應(yīng)I 3h，降溫至30 50°C;
(5)加入一定的堿液調(diào)PH至6 7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。本發(fā)明方法合成了一種具有高減水率、緩凝效果好的高效聚羧酸減水劑，同時(shí)具有摻量少、保坍性良好、環(huán)境友好等特點(diǎn)。在常壓低溫下反應(yīng)，制備工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)易、生產(chǎn)周期短、成本低廉等特點(diǎn)。本發(fā)明生產(chǎn)的高聚羧酸減水劑適用于配制長(zhǎng)距離輸送的商品混凝土、高強(qiáng)混凝土、泵送混凝土、半干硬混凝土及其它有緩凝要求的混凝土，適用范圍廣。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1 :
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為400的(MAAMPEG)176. 58g,加入150g水，緩慢升溫至65°C，待溫度穩(wěn)定后加入過(guò)硫酸銨(APS)O. 91g，充分?jǐn)嚢?min。同時(shí)滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水；滴定液2為0.42g鏈轉(zhuǎn)移劑(巰基酸)，53. 76g水；控制在3小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至500C，中和PH至6-7，再加水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。實(shí)施例2:
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為600的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG) 264. 87g,加入150g水，緩慢升溫至65°C，待溫度穩(wěn)定后加入過(guò)硫酸銨(APS)O. 91g，充分?jǐn)嚢?min。同時(shí)滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至50°C，中和PH至6-7，再加126. 4g水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。實(shí)施例3:
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為1000的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG)441. 45g,加入150g水，緩慢升溫至65°C，待溫度穩(wěn)定后加入過(guò)硫酸銨(APS)O. 91g，充分?jǐn)嚢?min。同時(shí)滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至50°C，中和PH至6-7，再加126. 4g水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。實(shí)施例4:
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為1500的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG)662. 18g,加入150g水，緩慢升溫至65°C，待溫度穩(wěn)定后加入過(guò)硫酸銨(APS)O. 91g，充分?jǐn)嚢?min。同時(shí)滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至50°C，中和PH至6-7，再加126. 4g水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。比較例1:
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為1000的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG) 176. 58g,加入IOOg水，緩慢升溫至60°C，待溫度穩(wěn)定后加入
0.65g30%的過(guò)氧化氫和7. 28g稀釋水。同時(shí)滴定兩種滴定液。其中滴定液I為20g甲基丙烯酸(MAA)和5g水，滴定液2為O. 8g鏈轉(zhuǎn)移劑，O. 22g老化劑和42. 79g水，控制在3. 5h小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至50°C，中和PH至6-7，再加水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。比較例2:
向插有溫度計(jì)、溫控儀和攪拌器的500ml四口燒瓶中投入分子量為1000的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MAAMPEG) 176. 58g,加入IOOg水，緩慢升溫至80°C，待溫度穩(wěn)定后加入20g丙烯酸和2g鏈轉(zhuǎn)移劑巰基酸，同時(shí)開(kāi)始滴加2gAPS與30g水組成的混合液，控制在
1.5h小時(shí)內(nèi)滴完。然后恒溫反應(yīng)lh，降溫至50°C，中和PH至6-7，再加水稀釋，得到固含量為40%左右的減水劑。實(shí)施效果
參照GB/T8076-97《混凝土外加劑》相關(guān)規(guī)定測(cè)試混凝土的坍落度、擴(kuò)展度，以及凝結(jié)時(shí)間。配合比設(shè)計(jì)為按水泥粉煤灰砂石=270:95:772:1066的配合比配制混凝土，其中水泥為洋房P. 042. 5，粉煤灰為II級(jí)灰，砂為細(xì)度模數(shù)2. 7的中砂，石子為粒徑5 35連續(xù)級(jí)配碎石，配比為重量份；出機(jī)坍落度在210±20mm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30 ;向混凝土中摻入膠凝材料總重1%的聚羧酸減水劑。實(shí)施例5:
向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比1:1加入，緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°c ;待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，充分?jǐn)嚢? 12min ；同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑巰基酸和水的混合液；鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液含鏈轉(zhuǎn)移劑的濃度為50% ；滴定完畢后恒溫反應(yīng)l_3h，降溫至30 50°C ；(5)加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。實(shí)施例6:
向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比4:1加入，緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°C ;待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，充分?jǐn)嚢? 12min ；同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液含鏈轉(zhuǎn)移劑的濃度為80% ；滴定完畢后恒溫反應(yīng)l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。實(shí)施例7:
向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比5:1加入，緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°C ;待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀，充分?jǐn)嚢? 12min ；同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液含鏈轉(zhuǎn)移劑的濃度為50% ；滴定完畢后恒溫反應(yīng)l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
實(shí)施例8
向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比1:1加入， 緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°c ;待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，充分?jǐn)嚢? 12min ；同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液含鏈轉(zhuǎn)移劑的濃度為80% ；滴定完畢后恒溫反應(yīng)l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
權(quán)利要求
1.一種緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比1:1 5:1加入，緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2°C ；(2)待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑，充分?jǐn)嚢? 12min；(3)同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液；(4)滴定完畢后恒溫反應(yīng)l_3h，降溫至30 50°C;(5)加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，其特征在于引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，其特征在于，其特征在于鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基酸或巰基醇之一。
4.緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，其特征在于鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液的濃度為 50% 80%ο
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種緩凝型聚羧酸減水劑制備方法，包括以下步驟向容器中投入甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水，甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和水按重量比1:1～5:1加入，緩慢升溫使其溶解至溫度為65±2℃；待溫度穩(wěn)定后投入引發(fā)劑，充分?jǐn)嚢?-12min；同時(shí)滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合液；滴定完畢后恒溫反應(yīng)1-3h,降溫至30～50℃；加入一定的堿液調(diào)PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20-40%。本發(fā)明方法合成了一種具有高減水率、緩凝效果好的高效聚羧酸減水劑，摻量少、保坍性良好、環(huán)境友好等特點(diǎn)，制備工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)易、生產(chǎn)周期短、成本低廉，適用范圍廣。
文檔編號(hào)C08F283/06GK103044634SQ20121056922
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者楊廷雄, 宋冬生, 劉紅霞, 江科煒, 胡泊, 陳亞萍 申請(qǐng)人:江西迪特科技有限公司