一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂及其制备方法，其原料组分包括：聚醚大单体、酯化单体、交联剂、小单体、引发剂、链转移剂、还原剂、催化剂以及阻聚剂；本发明专利技术先制备酯化大单体，然后将不同分子量的两种酯化大单体，乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚（EPEG）新型聚醚大单体，不饱和酸，交联剂，引发剂，链转移剂，还原剂等通过水溶液的自由基共聚和交联，得到具有三维空间立体网状结构的聚羧酸减水剂，因其特殊的分子结构，使其具备了良好的混凝土和易性，优异的保坍性能以及对机制砂的低敏感性。

【技术实现步骤摘要】
一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土外加剂
，具体为一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂及其制备方法。
技术介绍
最近这十几年来，我国的基础工程和商品房的建设量越来越大，对混凝土外加剂的需求也与日俱增，但由于混凝土基础原料尤其是砂石的供应紧张以及国家严控河砂的开采，导致目前全国大部分区域开始被迫使用机制砂，而机制砂由于砂石厂工艺控制参差不齐，导致机制砂在颗粒级配以及粒形上不达标，甚至MB值严重超标，进而给混凝土搅拌站在混凝土品控上带来很大的困难，主要集中在混凝土和易性不好，露石缺浆，混凝土坍损快，外加剂掺量波动大。这也给聚羧酸外加剂提出了新的挑战，而目前聚羧酸大单体进步已经到了一个明显的瓶颈期，虽然近两年市场相继推出了新的大单体EPEG和VPEG，但是并没有革命性的进展，单单靠这两款新型单体并不能带来明显的效益。虽然传统的脂类聚羧酸母液打出来的混凝土和易性比醚类聚羧酸母液好，但是合成工艺复杂，需要两步反应，合成温度高，反应时间长，而且脂类母液普遍保坍性能差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其原料组分包括：聚醚大单体、酯化单体、交联剂、小单体、引发剂、链转移剂、还原剂、催化剂以及阻聚剂；其中，所述聚醚大单体:优选乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)，其数均数均分子量为3000；所述酯化单体:优选甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(AA-MPEG)，选用数均数均分子量分别为400和1200的两种，其中，400数均分子量的AA-MPEG放在A液滴加，1200数均分子量的AA-MPEG直投入三口烧瓶底液；所述交联剂:为聚乙二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或两种混合物，其中选用的聚乙二醇的数均数均分子量为400；所述小单体:优选丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS的混合物，其中，丙烯酸和AMPS质量比5～8:1；所述引发剂：包含第一类引发剂和第二类引发剂，其中第一类引发剂为过氧化类，其包括：过硫酸铵，过硫酸钾；第二类引发剂为水溶性偶氮类，其包括：偶氮二异丁基脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，偶氮二异丙基咪唑啉。若这两类引发剂同时使用，水溶性偶氮类和过氧化类质量比优选为1.0～2.0:1.0；所述链转移剂：为巯基乙酸、巯基丙酸及巯基乙醇中的一种或多种组合物；所述还原剂：为次硫酸氢钠甲醛、异VC钠、维生素C及焦亚硫酸钠中的一种或多种组合物；所述催化剂：为苯磺酸、对甲苯磺酸、浓硫酸中的一种或多种组合物；所述阻聚剂：为吩噻嗪、对苯二酚中的一种或多种组合物。优选的，所述交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其数均分子量为10000～100000，且选用交联剂的不同，产品的分子结构通式有以下两种，其中一种结构式如下所示：其另一种结构式如下所示：另外，a1、b1、c1、d1、e1,a2、b2、c2、d2、e2为大于0的整数。本专利技术的另一个目的在于提供一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂的制备方法，包括如下步骤：S010、制备酯化大单体；S011：将50～70g丙烯酸、180～220g数均分子量400的MPEG、8～15g浓硫酸以及2.0～4.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应4～6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至45～50℃，得反应产物酯化单体Ⅰ。S012：25～35g丙烯酸、180～220g数均分子量800的MPEG、8～15g浓硫酸以及0.5～2.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应4～6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至45～50℃，得反应产物酯化单体Ⅱ。S020、进行共聚交联反应；S021:在1L三口烧瓶中加入250～300g数均分子量3000的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、30～60g酯化单体Ⅱ，4～8g聚乙二醇(数均分子量400)二丙烯酸酯以及300g去离子水，搅拌溶解；S022:充分溶解完成后加入1.5～2.5g过硫酸铵和1.5～3.6g偶氮二异丁基脒盐酸盐；搅拌五到十分钟后开始滴加A液和B液；其中，A液是由30～40g丙烯酸、20～40g酯化单体Ⅰ、5～10g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及60g去离子水组成；B液是由1.0～2.0g链转移剂、0.5～1.5g还原剂以及100g去离子水组成；滴加时，A液缓慢滴加1.5～2.0小时，B液缓慢滴加2.0～2.5小时，且B液需比A液迟半个小时滴加完；S023:滴加结束后，保温1小时，补去离子水调至含固量40％，得到成品；在上述的制备过程中，同类的原料是一种或多种组合都可用时，可按上述步骤相互替代同类原料，用量可与之相同，也可不同，或是按所需配比配置。优选的，所述的交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂的制备方法，包括如下步骤：S010：制备酯化大单体S011：将50g丙烯酸、180g数均分子量400的MPEG、8g浓硫酸以及2.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至45℃，得反应产物酯化单体Ⅰ；S012：将35g丙烯酸、180g数均分子量1200的MPEG、8g浓硫酸以及0.5g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至50℃，得反应产物酯化单体Ⅱ；S020:、进行共聚交联反应；S021:在1L三口烧瓶中加入250g数均分子量3000的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、30g酯化单体Ⅱ，8g聚乙二醇(数均分子量400)二丙烯酸酯以及300g去离子水，搅拌溶解；S022:充分溶解完成后加入1.5g过硫酸铵和1.5g偶氮二异丁基脒盐酸盐；搅拌五到十分钟后开始滴加A液和B液；其中，A液是由40g丙烯酸、40g酯化单体Ⅰ、10g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及60g去离子水组成；B液是由2.0g巯基乙醇、0.5g异VC钠以及100g去离子水组成)。滴加时，A液缓慢滴加2.0小时，B液缓慢滴加2.5小时，且B液需比A液迟半个小时滴加完；S023:滴加结束后，保温1小时，补去离子水调至含固量40％，得到成品。优选的，所述的交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂的制备方法，包括如下步骤：S010、制备酯化大单体S011:将64g丙烯酸、186g数均分子量400的MPEG、11g对甲苯磺酸以及2.6g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应4小时，反应期间用通氮气的方法除去反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其特征在于，其原料组分包括：聚醚大单体、酯化单体、交联剂、小单体、引发剂、链转移剂、还原剂、催化剂以及阻聚剂；/n其中，所述聚醚大单体:优选乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)，其数均数均分子量为3000；/n所述酯化单体:优选甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(AA-MPEG)，选用数均数均分子量分别为400和1200的两种，其中，400数均分子量的AA-MPEG放在A液滴加，1200数均分子量的AA-MPEG直投入三口烧瓶底液；/n所述交联剂:为聚乙二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或两种混合物，其中选用的聚乙二醇的数均数均分子量为400；/n所述小单体:优选丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS的混合物，其中，丙烯酸和AMPS质量比5～8:1；/n所述引发剂：包含第一类引发剂和第二类引发剂，其中第一类引发剂为过氧化类，其包括：过硫酸铵，过硫酸钾；第二类引发剂为水溶性偶氮类，其包括：偶氮二异丁基脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，偶氮二异丙基咪唑啉。若这两类引发剂同时使用，水溶性偶氮类和过氧化类质量比优选为1.0～2.0:1.0；/n所述链转移剂：为巯基乙酸、巯基丙酸及巯基乙醇中的一种或多种组合物；/n所述还原剂：为次硫酸氢钠甲醛、异VC钠、维生素C及焦亚硫酸钠中的一种或多种组合物；/n所述催化剂：为苯磺酸、对甲苯磺酸、浓硫酸中的一种或多种组合物；/n所述阻聚剂：为吩噻嗪、对苯二酚中的一种或多种组合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其特征在于，其原料组分包括：聚醚大单体、酯化单体、交联剂、小单体、引发剂、链转移剂、还原剂、催化剂以及阻聚剂；
其中，所述聚醚大单体:优选乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)，其数均数均分子量为3000；
所述酯化单体:优选甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(AA-MPEG)，选用数均数均分子量分别为400和1200的两种，其中，400数均分子量的AA-MPEG放在A液滴加，1200数均分子量的AA-MPEG直投入三口烧瓶底液；
所述交联剂:为聚乙二醇二丙烯酸酯、环己烷二甲醇二丙烯酸酯中的一种或两种混合物，其中选用的聚乙二醇的数均数均分子量为400；
所述小单体:优选丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS的混合物，其中，丙烯酸和AMPS质量比5～8:1；
所述引发剂：包含第一类引发剂和第二类引发剂，其中第一类引发剂为过氧化类，其包括：过硫酸铵，过硫酸钾；第二类引发剂为水溶性偶氮类，其包括：偶氮二异丁基脒盐酸盐，偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，偶氮二异丙基咪唑啉。若这两类引发剂同时使用，水溶性偶氮类和过氧化类质量比优选为1.0～2.0:1.0；
所述链转移剂：为巯基乙酸、巯基丙酸及巯基乙醇中的一种或多种组合物；
所述还原剂：为次硫酸氢钠甲醛、异VC钠、维生素C及焦亚硫酸钠中的一种或多种组合物；
所述催化剂：为苯磺酸、对甲苯磺酸、浓硫酸中的一种或多种组合物；
所述阻聚剂：为吩噻嗪、对苯二酚中的一种或多种组合物。


2.根据权利要求1所述的交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其特征在于，所述交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂，其数均分子量为10000～100000，且选用交联剂的不同，产品的分子结构通式有以下两种，其中一种结构式如下所示：



其另一种结构式如下所示：



另外，分子结构式中的a1、b1、c1、d1、e1,a2、b2、c2、d2、e2为大于0的整数。


3.根据权利要求1所述的交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S010、制备酯化大单体；
S011：将50～70g丙烯酸、180～220g数均分子量400的MPEG、8～15g浓硫酸以及2.0～4.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应4～6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至45～50℃，得反应产物酯化单体Ⅰ。
S012：25～35g丙烯酸、180～220g数均分子量1200的MPEG、8～15g浓硫酸以及0.5～2.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100～110℃，恒温反应4～6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水，恒温结束后降至45～50℃，得反应产物酯化单体Ⅱ。
S020、进行共聚交联反应；
S021:在1L三口烧瓶中加入250～300g数均分子量3000的乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、30～60g酯化单体Ⅱ，4～8g聚乙二醇(数均分子量400)二丙烯酸酯以及300g去离子水，搅拌溶解；
S022:充分溶解完成后加入1.5～2.5g过硫酸铵和1.5～3.6g偶氮二异丁基脒盐酸盐；搅拌五到十分钟后开始滴加A液和B液；
其中，A液是由30～40g丙烯酸、20～40g酯化单体Ⅰ、5～10g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及60g去离子水组成；B液是由1.0～2.0g链转移剂、0.5～1.5g还原剂以及100g去离子水组成；滴加时，A液缓慢滴加1.5～2.0小时，B液缓慢滴加2.0～2.5小时，且B液需比A液迟半个小时滴加完；
S023:滴加结束后，保温1小时，补去离子水调至含固量40％，得到成品；
在上述的制备过程中，同类的原料是一种或多种组合都可用时，可按上述步骤相互替代同类原料，用量可与之相同，也可不同，或是按所需配比配置。


4.根据权利要求3所述的交联型酯醚共聚聚羧酸保坍剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S010：制备酯化大单体
S011：将50g丙烯酸、180g数均分子量400的MPEG、8g浓硫酸以及2.0g对苯二酚加入带有真空装置的三口烧瓶，在氮气的保护下，升温至100℃～110℃，恒温反应6小时，反应期间用通氮气的方法除去反应生成的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：畅佳超，王楠，畅晨冲，黄庭文，董双凤，
申请(专利权)人：南宁新泰瑞科建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45