專利名稱：緩凝型聚羧酸減水劑制備方法
技術領域：
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：
與木質素磺酸鹽類減水劑、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，被稱為第三代高效減水劑，它對于改善混凝土流動性、施工性、提高密實程度及耐久性、控制混凝土的引氣、緩凝、泌水等問題都有重要的作用。聚羧酸系減水劑是一種具有梳狀結構的水溶性高分子，主鏈通常為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸，不同鏈長的聚乙二醇為側鏈。通過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、胺基等多種官能團從而實現(xiàn)不同的應用性能。正是由于聚羧酸系減水劑無可比擬的應用性能及其多樣化的分子結構，對其結構與性能的研究空前活躍，近年來獲得了越來越廣泛的應用。近年來，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，我們對水泥混凝土的性能也有了越來越高的要求。但是現(xiàn)在的混凝土依然存在著諸如坍落度損失大，經時流動度損失高等一系列問題，直接造成混凝土由于熱脹冷縮、干燥收縮產生變形使得混凝土結構產生裂縫的問題。國內外一系列研究表明，通過摻入適當?shù)木從饧觿瑢炷两Y構產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配基礎上，而對減水劑本身的分子結構與水泥水化緩凝作用的關系卻沒有深入研究。同時，由于不同緩凝劑的適用條件各異，所以在實際運作中，與水泥的適應·性較差。為解決上述技術問題，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摻而造成的與實際水泥適應性差的問題。緩凝高效減水劑是混凝土外加劑的一種，兼有延長混凝土凝結時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、減水率高的優(yōu)點，而且克服了高效減水劑坍落度經時損失大的缺點；它與普通緩凝減水劑相比，不僅具有緩凝減水劑坍落度經時損失小的特點，而且由于減水率遠高于普通減水劑，使混凝土的各項性能得到進一步改善。因此特別適用于配制長距離輸送的商品混凝土、高強混凝土、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，我國的緩凝高效減水劑尚處于發(fā)展階段，今后隨著城市基礎設施的大規(guī)模建設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間適合的高效減水劑。

發(fā)明內容
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性差等問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題，合成一種既經濟、適用又能克服上述不足的混凝土聞效減水劑。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，所采取得技術措施是針對混凝土高效減水劑應用中得問題，通過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鏈長度，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)劑過硫酸銨(APS)，充分攪拌5min；
(3)同時滴定甲基丙烯酸(MAA)和水的混合液以及鏈轉移劑和水的混合液；
(4)滴定完畢后恒溫反應I 3h，降溫至30 50°C;
(5)加入一定的堿液調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，同時具有摻量少、保坍性良好、環(huán)境友好等特點。在常壓低溫下反應，制備工藝簡單、設備簡易、生產周期短、成本低廉等特點。本發(fā)明生產的高聚羧酸減水劑適用于配制長距離輸送的商品混凝土、高強混凝土、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。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1 :
向插有溫度計、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)定后加入過硫酸銨(APS)O. 91g，充分攪拌5min。同時滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水；滴定液2為0.42g鏈轉移劑(巰基酸)，53. 76g水；控制在3小時內滴完。然后恒溫反應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。實施例2:
向插有溫度計、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)定后加入過硫酸銨(APS)O. 91g，充分攪拌5min。同時滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時內滴完。然后恒溫反應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。實施例3:
向插有溫度計、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)定后加入過硫酸銨(APS)O. 91g，充分攪拌5min。同時滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時內滴完。然后恒溫反應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。實施例4:
向插有溫度計、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)定后加入過硫酸銨(APS)O. 91g，充分攪拌5min。同時滴定兩種滴定液。其中滴定液I為19g甲基丙烯酸(MAA)，14g水，滴定液2為O. 42g鏈轉移劑巰基醇，53. 76g水，控制在3小時內滴完。然后恒溫反應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、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%的過氧化氫和7. 28g稀釋水。同時滴定兩種滴定液。其中滴定液I為20g甲基丙烯酸(MAA)和5g水，滴定液2為O. 8g鏈轉移劑，O. 22g老化劑和42. 79g水，控制在3. 5h小時內滴完。然后恒溫反應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、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鏈轉移劑巰基酸，同時開始滴加2gAPS與30g水組成的混合液，控制在
1.5h小時內滴完。然后恒溫反應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。實施效果
參照GB/T8076-97《混凝土外加劑》相關規(guī)定測試混凝土的坍落度、擴展度，以及凝結時間。配合比設計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級灰，砂為細度模數(shù)2. 7的中砂，石子為粒徑5 35連續(xù)級配碎石，配比為重量份；出機坍落度在210±20mm，設計強度為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)劑過硫酸銨，充分攪拌5 12min ；同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑巰基酸和水的混合液；鏈轉移劑和水的混合液含鏈轉移劑的濃度為50% ；滴定完畢后恒溫反應l_3h，降溫至30 50°C ；(5)加入一定的堿液調PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。實施例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)劑過硫酸鉀，充分攪拌5 12min ；同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉移劑和水的混合液含鏈轉移劑的濃度為80% ；滴定完畢后恒溫反應l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。實施例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)劑過硫酸鉀，充分攪拌5 12min ；同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉移劑和水的混合液含鏈轉移劑的濃度為50% ；滴定完畢后恒溫反應l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
實施例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)劑過硫酸銨，充分攪拌5 12min ；同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑巰基醇和水的混合液；鏈轉移劑和水的混合液含鏈轉移劑的濃度為80% ；滴定完畢后恒溫反應l_3h，降溫至30 50°C ;加入一定的堿液調PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
權利要求
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，充分攪拌5 12min；(3)同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑和水的混合液；(4)滴定完畢后恒溫反應l_3h，降溫至30 50°C;(5)加入一定的堿液調PH至6-7，并加入一定的水稀釋至固含量為20 40%。
2.根據權利要求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)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀之一。
3.根據權利要求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，充分攪拌5-12min；同時滴定甲基丙烯酸和水的混合液以及鏈轉移劑和水的混合液；滴定完畢后恒溫反應1-3h,降溫至30～50℃；加入一定的堿液調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，制備工藝簡單、設備簡易、生產周期短、成本低廉，適用范圍廣。
文檔編號C08F283/06GK103044634SQ20121056922
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日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 申請人:江西迪特科技有限公司