本發(fā)明涉及一種聚羧酸超塑化劑的制備方法，屬于聚羧酸超塑化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著建筑工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對建筑材料的性能要求越來越高，如較高的施工性能以及強(qiáng)度和耐久性等。外加劑是改善混凝土性能十分重要的組份，可以在極小摻量情況下較大幅度地提高混凝土的性能。超塑化劑又叫混凝土外加劑，一般超塑化劑是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強(qiáng)度，或在和易性及強(qiáng)度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑。超塑化劑用于混凝土可以減少水泥硬化所需水分，對水泥具有很強(qiáng)的分散作用，使凝固后混凝土的物理結(jié)構(gòu)更加均勻，近而提高混凝土的強(qiáng)度。

傳統(tǒng)的萘磺酸鹽甲醛縮合物（SNF）、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物（SMF）等高效超塑化劑由于坍落度變化大，生產(chǎn)工藝污染環(huán)境，已經(jīng)不能完全滿足混凝土施工和可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，出于環(huán)保、經(jīng)濟(jì)以及工程的需要，混凝土外加劑向著高性能、多功能化、綠色化的方向發(fā)展，研究推廣使用性能更優(yōu)的聚羧酸超塑化劑成為熱點(diǎn)。聚羧酸系高性能超塑化劑由含磺酸基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、聚氧烷基烯基團(tuán)等的不飽和單體在引發(fā)劑的作用下生成的一類梳型高分子聚合物的統(tǒng)稱，是高性能混凝土中不可缺少的組分。但其和易性差，與混凝土結(jié)合力弱，坍落度損失快，使用后早期強(qiáng)度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前聚羧酸超塑化劑和易性差，與混凝土結(jié)合力弱，坍落度損失快，使用后早期強(qiáng)度低的弊端，提供了一種將聚醚醚酮與硼氫化鈉等油浴加熱反應(yīng)，抽濾得濾渣1，洗滌后加入鹽酸浸泡，抽濾得濾渣2，干燥后得羥基化聚醚醚酮，加入二甲基甲酰胺中超聲分散得分散液，與馬來酸酐反應(yīng)，經(jīng)減壓蒸餾得濃縮液，與去離子水混合后，加入等烯丙基磺酸鈉水溶液和丙烯酸攪拌反應(yīng)，再調(diào)節(jié)反應(yīng)物pH為中性后制得聚羧酸超塑化劑的方法。本發(fā)明制備步驟簡單，所得聚羧酸超塑化劑和易性好，與混凝土結(jié)合力強(qiáng)，有效解決了坍落度損失快，使用后早期強(qiáng)度低問題，具有良好的分散效果及保塑性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）分別稱取15～20g聚醚醚酮、10～15g硼氫化鈉和60～80g二甲基亞砜加入到三口燒瓶中，隨后將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至120～125℃，保溫攪拌反應(yīng)4～6h后，抽濾得濾渣1；

（2）將上述濾渣1用無水乙醇洗滌2～4次，隨后按質(zhì)量比1:10，將洗滌后的濾渣1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡20～30min，抽濾得濾渣2，將其放入烘箱中，在80～90℃條件下干燥8～10h，，得到羥基化聚醚醚酮；

（3）將上述羥基化聚醚醚酮按質(zhì)量比1:5加入二甲基甲酰胺中，在250～300W功率下超聲分散5～10min，得分散液，將其裝入四口燒瓶中，并分別加入30～40g馬來酸酐和1～3g對甲苯磺酸后，將四口燒瓶置于油浴鍋中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，升溫至105～110℃，保溫攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，減壓蒸餾至原體積40%，得濃縮液；

（4）將上述濃縮液按體積比1:4與去離子水?dāng)嚢杌旌?～10min，收集混合液，并裝入四口燒瓶中，向四口燒瓶中通入氮?dú)馀懦諝?，并加入混合液等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%烯丙基磺酸鈉水溶液后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至80～85℃，再向四口燒瓶中分別加入150～200mL丙烯酸和3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%過硫酸銨溶液，保溫攪拌反應(yīng)3～4h；

（5）待上述反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，出料得反應(yīng)物，將反應(yīng)物用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0，調(diào)節(jié)后即可得到聚羧酸超塑化劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：向混凝土中添加本發(fā)明制得的聚羧酸超塑化劑，添加量為混凝土的0.28～0.32%，高速攪拌混合均勻即可。本發(fā)明聚羧酸超塑化劑可有效減少混凝土的用水量，降低水泥用量，提高混凝土拌合物的流動性，降低混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，提高了混凝土的耐久性，2～3天后混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)33.5～35.8MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)6.5～7.6MPa，具有好的保塑性。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡單，所得聚羧酸超塑化劑與混凝土相容性好，且具有好的分散效果及保坍性；

（2）本發(fā)明聚羧酸超塑化劑安全、綠色環(huán)保，減水率高，具有良好的增強(qiáng)效果，使用后早期強(qiáng)度提高7～9MPa。

具體實(shí)施方式

首先分別稱取15～20g聚醚醚酮、10～15g硼氫化鈉和60～80g二甲基亞砜加入到三口燒瓶中，隨后將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至120～125℃，保溫攪拌反應(yīng)4～6h后，抽濾得濾渣1；將上述濾渣1用無水乙醇洗滌2～4次，隨后按質(zhì)量比1:10，將洗滌后的濾渣1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡20～30min，抽濾得濾渣2，將其放入烘箱中，在80～90℃條件下干燥8～10h，，得到羥基化聚醚醚酮；再將上述羥基化聚醚醚酮按質(zhì)量比1:5加入二甲基甲酰胺中，在250～300W功率下超聲分散5～10min，得分散液，將其裝入四口燒瓶中，并分別加入30～40g馬來酸酐和1～3g對甲苯磺酸后，將四口燒瓶置于油浴鍋中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，升溫至105～110℃，保溫攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，減壓蒸餾至原體積40%，得濃縮液；然后將上述濃縮液按體積比1:4與去離子水?dāng)嚢杌旌?～10min，收集混合液，并裝入四口燒瓶中，向四口燒瓶中通入氮?dú)馀懦諝猓⒓尤牖旌弦旱润w積質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%烯丙基磺酸鈉水溶液后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至80～85℃，再向四口燒瓶中分別加入150～200mL丙烯酸和3～5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%過硫酸銨溶液，保溫攪拌反應(yīng)3～4h；最后待上述反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，出料得反應(yīng)物，將反應(yīng)物用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0，調(diào)節(jié)后即可得到聚羧酸超塑化劑。

實(shí)例1

首先分別稱取15g聚醚醚酮、10g硼氫化鈉和60g二甲基亞砜加入到三口燒瓶中，隨后將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至120℃，保溫攪拌反應(yīng)4h后，抽濾得濾渣1；將上述濾渣1用無水乙醇洗滌2次，隨后按質(zhì)量比1:10，將洗滌后的濾渣1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡20min，抽濾得濾渣2，將其放入烘箱中，在80℃條件下干燥8h，，得到羥基化聚醚醚酮；再將上述羥基化聚醚醚酮按質(zhì)量比1:5加入二甲基甲酰胺中，在250W功率下超聲分散5min，得分散液，將其裝入四口燒瓶中，并分別加入30g馬來酸酐和1g對甲苯磺酸后，將四口燒瓶置于油浴鍋中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，升溫至105℃，保溫攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，減壓蒸餾至原體積40%，得濃縮液；然后將上述濃縮液按體積比1:4與去離子水?dāng)嚢杌旌?min，收集混合液，并裝入四口燒瓶中，向四口燒瓶中通入氮?dú)馀懦諝?，并加入混合液等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%烯丙基磺酸鈉水溶液后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至80℃，再向四口燒瓶中分別加入150mL丙烯酸和3mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%過硫酸銨溶液，保溫攪拌反應(yīng)3h；最后待上述反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，出料得反應(yīng)物，將反應(yīng)物用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0，調(diào)節(jié)后即可得到聚羧酸超塑化劑。

向混凝土中添加本發(fā)明制得的聚羧酸超塑化劑，添加量為混凝土的0.28%，高速攪拌混合均勻即可。本發(fā)明聚羧酸超塑化劑可有效減少混凝土的用水量，降低水泥用量，提高混凝土拌合物的流動性，降低混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，提高了混凝土的耐久性，2天后混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)33.5MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)6.5MPa，具有好的保塑性。

實(shí)例2

首先分別稱取18g聚醚醚酮、13g硼氫化鈉和70g二甲基亞砜加入到三口燒瓶中，隨后將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至123℃，保溫攪拌反應(yīng)5h后，抽濾得濾渣1；將上述濾渣1用無水乙醇洗滌3次，隨后按質(zhì)量比1:10，將洗滌后的濾渣1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡25min，抽濾得濾渣2，將其放入烘箱中，在85℃條件下干燥9h，，得到羥基化聚醚醚酮；再將上述羥基化聚醚醚酮按質(zhì)量比1:5加入二甲基甲酰胺中，在275W功率下超聲分散8min，得分散液，將其裝入四口燒瓶中，并分別加入35g馬來酸酐和2g對甲苯磺酸后，將四口燒瓶置于油浴鍋中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，升溫至108℃，保溫攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，減壓蒸餾至原體積40%，得濃縮液；然后將上述濃縮液按體積比1:4與去離子水?dāng)嚢杌旌?min，收集混合液，并裝入四口燒瓶中，向四口燒瓶中通入氮?dú)馀懦諝?，并加入混合液等體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%烯丙基磺酸鈉水溶液后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至83℃，再向四口燒瓶中分別加入175mL丙烯酸和4mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%過硫酸銨溶液，保溫攪拌反應(yīng)4h；最后待上述反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，出料得反應(yīng)物，將反應(yīng)物用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0，調(diào)節(jié)后即可得到聚羧酸超塑化劑。

向混凝土中添加本發(fā)明制得的聚羧酸超塑化劑，添加量為混凝土的0.30%，高速攪拌混合均勻即可。本發(fā)明聚羧酸超塑化劑可有效減少混凝土的用水量，降低水泥用量，提高混凝土拌合物的流動性，降低混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，提高了混凝土的耐久性，3天后混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)34.7MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)7.1MPa，具有好的保塑性。

實(shí)例3

首先分別稱取20g聚醚醚酮、15g硼氫化鈉和80g二甲基亞砜加入到三口燒瓶中，隨后將三口燒瓶放入油浴鍋中，升溫至125℃，保溫攪拌反應(yīng)6h后，抽濾得濾渣1；將上述濾渣1用無水乙醇洗滌4次，隨后按質(zhì)量比1:10，將洗滌后的濾渣1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%鹽酸中，浸泡30min，抽濾得濾渣2，將其放入烘箱中，在90℃條件下干燥10h，，得到羥基化聚醚醚酮；再將上述羥基化聚醚醚酮按質(zhì)量比1:5加入二甲基甲酰胺中，在300W功率下超聲分散10min，得分散液，將其裝入四口燒瓶中，并分別加入40g馬來酸酐和3g對甲苯磺酸后，將四口燒瓶置于油浴鍋中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，升溫至110℃，保溫攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，減壓蒸餾至原體積40%，得濃縮液；然后將上述濃縮液按體積比1:4與去離子水?dāng)嚢杌旌?0min，收集混合液，并裝入四口燒瓶中，向四口燒瓶中通入氮?dú)馀懦諝猓⒓尤牖旌弦旱润w積質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%烯丙基磺酸鈉水溶液后，將四口燒瓶放入水浴鍋中，升溫至85℃，再向四口燒瓶中分別加入200mL丙烯酸和5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%過硫酸銨溶液，保溫攪拌反應(yīng)4h；最后待上述反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，出料得反應(yīng)物，將反應(yīng)物用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0，調(diào)節(jié)后即可得到聚羧酸超塑化劑。

向混凝土中添加本發(fā)明制得的聚羧酸超塑化劑，添加量為混凝土的0.32%，高速攪拌混合均勻即可。本發(fā)明聚羧酸超塑化劑可有效減少混凝土的用水量，降低水泥用量，提高混凝土拌合物的流動性，降低混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，提高了混凝土的耐久性，3天后混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)35.8MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)7.6MPa，具有好的保塑性。