專利名稱：一種聚羧酸鹽減水劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及混凝土外加劑，具體地說涉及一種聚醚衣康酸單酯聚羧酸鹽減水劑及其制備方法。
背景技術：
混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。而混凝土外加劑是混凝土中除了水泥、水、砂子、石子之外的第五組分，在高性能混凝土中占據著非常重要的地位。減水劑的發展有著悠久的歷史。1935年美國E. W.斯克里普砌(Scopture)首先研制成木質磺酸鹽為主要成分的木質磺酸鹽減水劑，廣泛應用于C20-C40混凝土，該系列減水劑減水率較低，但由于價格低廉現在仍有使用。20世紀60年代，日本成功研制了萘磺酸甲醛縮合物高效減水劑，德國成功研制了磺化三聚氰胺甲醛縮合物高效減水劑，這兩類減水劑廣泛應用于C30-C60混凝土，具有生產成本較低，減水率效果好等優點。從60年代到 80年代初，是高效減水劑的發展階段，該階段減水劑以萘系為主要代表，主要特點是工藝成熟、不引氣、不緩凝、與水泥適應性好、減水率較高，但混凝土坍落度損失較快，需要通過復配才能達到不同的施工要求，但復配后的減水劑對混凝土早期強度的發展有影響。另外該產品大量使用甲醛、濃硫酸合成，生產對環境的污染嚴重。日本在1995年利用烯烴和不飽和羧酸共聚，成功研制了聚羧酸系高性能減水劑。 該種聚羧酸系減水劑特征是主鏈和支鏈的連接鍵是酯鍵。聚羧酸系減水劑由于減水率高達 30%以上、摻量少、坍落度保持性好、引氣量適中，適宜配制高流動性、自密實混凝土，而且合成中不使用甲醛，對環境污染小，從而受到廣泛的推廣。日本是研究和應用聚羧酸系減水劑最多也是最成功的國家，1995年以后，聚羧酸系減水劑在日本商品混凝土中的使用量超過了萘系減水劑。在日本，最早的據羧酸系減水劑是烯烴與不飽和羧酸的共聚物，其后在性能改良及共聚技術上均有突破性改進，性能日趨完善。近年來，國際上混凝土外加劑的研究與生產日趨于高性能、無污染的方向發展。共聚聚羧酸系外加劑由于減水率高，保坍性能好，后期強度增長大，適宜配制高強、超高強混凝土、高流動性及超塑化混凝土、自密實混凝土等，從而受到國內外的廣泛關注。在專利CN101357833A中，公開了一種使用衣康酸作為小單體的一種坍落度保持型聚羧酸超塑化劑，由聚醚大單體、不飽和一元酸和衣康酸共聚，得到聚羧酸保坍劑。但是該方法制備的聚羧酸超塑化劑減水率低，還有待提高。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚羧酸鹽減水劑及其制備方法，該減水劑減水率高、保坍性好。本發明提供的一種聚羧酸鹽減水劑，先用衣康酸和聚醚大單體甲氧基聚乙二醇酯化合成大單體，然后和水溶性的不飽和酸和/或衍生物在水溶液條件下共聚合成，其重均分子量為20000 60000，其結構式為
權利要求
1. 一種聚羧酸鹽減水劑，其特征在于，重均分子量為20000 60000，結構式為 R9COOH
2.如權利要求1所述的一種聚羧酸鹽減水劑的制備方法，特征在于包括如下步驟(1)酯化反應以對甲苯磺酸為催化劑，甲苯為帶水劑，通過甲氧基聚乙二醇與衣康酸在甲苯回流溫度下酯化反應6小時，減壓蒸餾除去帶水劑等雜質，得甲氧基聚乙二醇衣康酸單酯和剩余衣康酸的混合物；原料配比甲氧基聚乙二醇衣康酸=1 1. 2 1. 5(摩爾比)；對甲苯磺酸用量為甲氧基聚乙二醇和衣康酸總質量的4% 6%，甲苯的用量為甲氧基聚乙二醇和衣康酸總質量的50% 80% ；(2)共聚反應以過硫酸鹽為引發劑，將步驟(1)中所得的甲氧基聚乙二醇衣康酸單酯與剩余的衣康酸的混合物與水溶性的不飽和酸和/或其衍生物在60 85°C下共聚3 5h， 得到聚羧酸鹽減水劑；原料配比甲氧基聚乙二醇衣康酸單酯與剩余衣康酸的混合物 水溶性的不飽和酸和/或衍生物=1 1.5 4;引發劑用量為聚合單體總質量的6% 10%。
3.如權利要求2所述的一種聚羧酸鹽減水劑的制備方法，特征在于所述的步驟O)中的過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉。
4.如權利要求2所述的一種聚羧酸鹽減水劑的制備方法，特征在于步驟O)中加入鏈轉移劑巰基乙酸。
全文摘要
本發明公開了一種聚羧酸鹽減水劑及其制備方法，該減水劑分子量為20000～60000，是由衣康酸與甲氧基聚乙二醇反應制得甲氧基聚乙二醇衣康酸單酯，再與不飽和羧酸或其衍生物共聚合成含有羧基，酯基和聚氧乙烯基側鏈的聚羧酸鹽減水劑。本發明在聚合大單體上多引入了一個羧基，增大了羧基密度，從而使得減水率提高，本發明也具有坍落度保持好的優點。
文檔編號C04B103/30GK102173638SQ201110008629
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月11日 優先權日2011年1月11日
發明者任建國, 李軍平, 王玲, 竇琳, 裴繼凱 申請人:山西大學