一种超减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种超减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，其中超减缩型聚羧酸减水剂包括减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂和保坍剂，减缩型聚羧酸减水剂由改性多元醇丙烯酸酯和聚醚大单体通过自由基共聚反应得到。通过氧化石墨烯和硅烷偶联剂对多元醇丙烯酸酯改性后，克服多元醇丙烯酸酯入水易分层的问题，大大提高其水溶性，提高一缩二丙二醇二丙烯酸酯和一缩二丙二醇单丙烯酸酯的溶液自由基聚合反应效率；光引发剂可以提高改性多元醇丙烯酸酯溶液自由基聚合反应效率，提高合成减缩型聚羧酸减水剂中减缩基团数量；通过提高减缩功能单体的水溶性和反应性，使得合成聚羧酸减水剂带有更多减缩基团，从而提升产品的减缩性能。品的减缩性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑外加剂
，特别涉及一种超减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]减缩型聚羧酸减水剂(SRPCA)是指既具有较高的减水率，同时又具有减少硬化混凝土干燥收缩的效果，这种多功能聚羧酸系减水剂已成国外加剂研究的又一热点。
[0003]近年来关于减缩型聚羧酸减水剂的研究主要有三种：一种是具有一定减水功能的丙烯酸类减缩剂，仍属于减缩剂领域，缺点是减水剂率太小，难于满足高性能减水剂的要求，且掺量太大。第二种是掺入后混凝土或砂浆收缩量相对较小的聚羧酸减水剂，由于没有从分子结构上引入减缩基团，该减水剂的分子结构与普通聚羧酸减水剂的分子结构相似，降低收缩的量也有限。第三种是具有较好减缩功能的聚羧酸减水剂，该减水剂从分子结构引入了减缩基团，所以在具有高减水率的同时具有很好的减缩功能，缺点是混凝土的稳定性不好。
[0004]如公告号为CN106084147A，公开日为2016年11月9日，名称为《一种具有减水性能的减缩剂的制备方法》公开了将一缩二丙二醇单甲醚与马来酸酐在催化剂作用下发生酯化反应，然后在氧化还原体系下，与不饱和双键的聚氧乙烯醚单体、不饱和羧酸、以及甲基丙烯酸三氟乙酯，在水溶液中进行共聚得到聚羧酸减水剂，使得混凝土具有优异的流动性、良好的早期强度，较低的减缩率、良好的抗冻融性。
[0005]但是上述制备方法制得的减缩剂存在的问题为一缩二丙二醇单甲醚与马来酸酐酯化产物水溶性差，难以参与水溶液自由基聚合反应，得到的聚羧酸减水剂结构中减缩功能基团有限，产品减缩性能不佳，而且实际使用中还需要与其他功能的外加剂一起使用。因此，如何获得一款综合性能优良的减缩型聚羧酸减水剂是目前通过合成方法制备减缩型聚羧酸减水剂面临的主要问题。

技术实现思路

[0006]为解决上述
技术介绍
中提到的目前减缩剂存在综合性能表现较差的问题即减缩功能基团较少且需要与其他功能外加剂一起使用，本专利技术提供一种超减缩型聚羧酸减水剂，其中包括减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂和保坍剂，所述减缩型聚羧酸减水剂由改性多元醇丙烯酸酯和聚醚大单体通过自由基共聚反应得到。
[0007]进一步地，所述减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂与保坍剂的重量比为(85～100)：(1～5)：(7～12)。
[0008]进一步地，所述抗离析剂和保坍剂均采用现有市售产品。
[0009]进一步地，所述自由基共聚反应在巯基乙酸、丙烯酸和光引发剂的存在下进行。
[0010]进一步地，所述改性多元醇丙烯酸酯通过多元醇丙烯酸酯在氧化石墨烯、硅烷偶联剂的改性作用下制得；
[0011]所述多元醇丙烯酸酯选自一缩二丙二醇二丙烯酸酯、一缩二丙二醇单丙烯酸酯及其混合物。
[0012]进一步地，所述多元醇丙烯酸酯通过丙烯酸与一缩二丙二醇在阻聚剂和催化剂作用下进行酯化反应制得。
[0013]进一步地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
[0014]进一步地，所述丙烯酸和一缩二丙二醇的摩尔比为1～2.2：1。
[0015]进一步地，所述阻聚剂占反应底物总重量的0.18％～0.5％；所述催化剂占反应底物总重量的1.0％～3.0％。
[0016]进一步地，所述阻聚剂为对苯二酚和噻吩嗪的混合物，质量比为5：1～2。
[0017]进一步地，所述催化剂为对甲苯磺酸。
[0018]进一步地，所述酯化反应的温度为115～125℃，优选地，反应时间为5～7h。
[0019]进一步地，所述多元醇丙烯酸酯、氧化石墨烯与硅烷偶联剂的重量比为(80～120)：(7～12)：(1～5)，优选地，所述多元醇丙烯酸酯、氧化石墨烯与硅烷偶联剂的重量比为100：10：3。
[0020]进一步地，所述多元醇丙烯酸酯与氧化石墨烯、硅烷偶联剂的反应温度为115～125℃，优选地，反应时间为4～6h。
[0021]进一步地，所述改性多元醇丙烯酸酯和聚醚大单体的重量比为1：5～20。
[0022]进一步地，所述聚醚大单体为异丁烯醇聚氧乙烯醚，分子量为2400～4000。
[0023]进一步地，所述光引发剂为氯化[2-羟基-3-(4-苯甲酰基苯氧基)-N，N，N-三甲基-1-丙铵]。
[0024]进一步地，所述自由基共聚反应在紫外光照射下进行。
[0025]进一步地，所述紫外光的波长为230～380mm，照射强度为20～110W/m2。
[0026]本专利技术还提供如上任意所述的超减缩型聚羧酸减水剂的制备方法，其中，先将改性多元醇丙烯酸酯和聚醚大单体通过自由基共聚反应得到所述减缩型聚羧酸减水剂；再将减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂和保坍剂复配即得超减缩型聚羧酸减水剂。
[0027]优选地，本专利技术还提供如上任意所述的超减缩型聚羧酸减水剂的制备方法，其中，包括以下制备步骤：
[0028]步骤一、将改性多元醇丙烯酸酯、聚醚大单体和水加入到反应容器中并于3h内分别滴加光引发剂水溶液、巯基乙酸水溶液和丙烯酸水溶液，滴加结束后保温0.8～2h，得到反应产物，控制浓度为40％～60％，调节pH至6.0～7.0，即得到减缩型聚羧酸减水剂；
[0029]步骤二、将步骤一制得的减缩型聚羧酸减水剂与抗离析剂、保坍剂进行复配即得超减缩型聚羧酸减水剂。
[0030]进一步地，采用氢氧化钠水溶液调节pH。
[0031]进一步地，所述氯化[2-羟基-3-(4-苯甲酰基苯氧基)-N，N，N-三甲基-1-丙铵]水溶液的浓度为1.3％～1.7％，巯基乙酸水溶液的浓度为0.2％～0.4％，丙烯酸水溶液的浓度为4％～6％。
[0032]作为一种优选方案，所述减缩型聚羧酸减水剂的制备方法为：包括以下制备步骤：
[0033]步骤一、将8～12重量份改性多元醇丙烯酸酯、90～130重量份分子量为2400的聚醚大单体和100-150重量份水加入到反应容器中，分别于3h内滴加140～165重量份光引发
剂水溶液、140～160重量份巯基乙酸水溶液和180～200重量份丙烯酸水溶液，滴加结束后保温0.8～1.2h，得到反应产物，控制浓度为50％，调节pH至6.0～7.0，即得到减缩型聚羧酸减水剂；
[0034]步骤二、将步骤一制得的减缩型聚羧酸减水剂与抗离析剂、保坍剂按重量比(85～100)：(1～5)：(7～12)进行复配即得超减缩型聚羧酸减水剂。
[0035]本专利技术提供的减缩型聚羧酸减水剂与现有技术相比，具有以下技术原理和效果：
[0036]1、通过氧化石墨烯和硅烷偶联剂对多元醇丙烯酸酯改性后，克服了多元醇丙烯酸酯入水易分层的问题，大大提高其水溶性，提高了一缩二丙二醇二丙烯酸酯和一缩二丙二醇单丙烯酸酯的溶液自由基聚合反应效率；
[0037]2、光引发剂可以提高改性多元醇丙烯酸酯溶液自由基聚合反应效率，提高合成的减缩型聚羧酸减水剂中减缩基团的数量；
[0038]3、通过提高减缩功能单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于，包括减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂和保坍剂，所述减缩型聚羧酸减水剂由改性多元醇丙烯酸酯和聚醚大单体通过自由基共聚反应得到。2.根据权利要求1所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述减缩型聚羧酸减水剂、抗离析剂与保坍剂的重量比为(85～100)：(1～5)：(7～12)。3.根据权利要求1所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述自由基共聚反应在巯基乙酸、丙烯酸和光引发剂的存在下进行。4.根据权利要求1所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述改性多元醇丙烯酸酯通过多元醇丙烯酸酯在氧化石墨烯、硅烷偶联剂的改性作用下制得；所述多元醇丙烯酸酯选自一缩二丙二醇二丙烯酸酯、一缩二丙二醇单丙烯酸酯及其混合物。5.根据权利要求4所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。6.根据权利要求4所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述多元醇丙烯酸酯通过丙烯酸与一缩二丙二醇在阻聚剂和催化剂作用下进行酯化反应制得。7.根据权利要求6所述的超减缩型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述丙烯酸和一缩二丙二醇的摩尔比为1～2.2：1。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：林艳梅，方云辉，赖华珍，朱少宏，林添兴，郭元强，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：