《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》是江蘇蘇博特新材料股份有限公司、江蘇博特新材料有限公司、江蘇省建築科學研究院有限公司和攀枝花博特建材有限公司於2012年12月4日申請的專利，該專利的申請號為2012105113346，公布號為CN102977263A，授權公布日為2013年3月20日，發明人是冉千平、周棟樑、劉加平、楊勇、劉金芝。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》的製備方法，由摩爾比為1:（2~10）的單體A和單體B聚合而成，所得的動態聚羧酸水泥分散劑的分子量為2~8萬。該發明水泥分散劑有效降低了混凝土中分散劑的用量，降低了混凝土成本；該發明水泥分散劑初始階段以磺酸根為吸附基團，有效的降低了混凝土溶液中硫酸根離子對其的影響，達到更好的材料適應性，同時具有很好的坍落度保持能力，有效避免了常規聚羧酸類分散劑在低摻量下坍落度保持能力不足的缺陷，同時避免了為了提高混凝土保坍能力而額外添加專用保坍劑帶來的分散效果減弱和施工難度增大的問題。
2016年12月7日，《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用
- 公布號：CN102977263A
- 授權日：2013年3月20日
- 申請號：2012105113346
- 申請日：2012年12月4日
- 申請人：江蘇蘇博特新材料股份有限公司、江蘇博特新材料有限公司、江蘇省建築科學研究院有限公司、攀枝花博特建材有限公司
- 地址：江蘇省南京市江寧區萬安西路59號
- 發明人：冉千平、周棟樑、劉加平、楊勇、劉金芝
- Int.Cl.：C08F220/38(2006.01)I；C08F216/18(2006.01)I；C08F216/20(2006.01)I；C08F216/14(2006.01)I等
- 代理機構：南京天翼專利代理有限責任公司
- 代理人：蔣家華
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2012年12月，經過多年的發展，聚羧酸系分散劑依靠其摻量低、減水率高、保坍能力比萘系減水劑強、製備過程無污染等優點，已經成為製備高性能混凝土不可缺少的關鍵組分，也成為了國內外研究的熱點。梳形結構的聚羧酸系分散劑基本上都是由羧基、羥基、磺酸基等基團組成的主鏈和聚亞烷基二醇醚大分子組成的側鏈構成。主鏈上的極性陰離子基團對帶正電性的水泥顆粒產生靜電吸附，提供聚羧酸系分散劑的錨固作用，這種離子鍵作用具有較強的傾向性，一般情況下屬於不可逆行為；另外，長側鏈增加了空間位阻效應，並形成較厚的吸附水膜，使聚羧酸系分散劑對水泥顆粒的分散穩定效果更加明顯。
由於聚羧酸系分散劑可以靈活通過調整分子內組成達到不同的性能，多篇中國專利已經公開了相關聚羧酸系分散劑及其製備方法。這些方法大體上可以分為兩大類，一類是採用不飽和羧酸或者磺酸類單體與帶有雙鍵的聚乙二醇醚作為主要成分進行共聚形成具有梳形結構的聚合物，根據這些製備方法得到的常規聚羧酸系分散劑具有較大的減水性能，但這種分子的吸附基團一旦在水泥顆粒表面進行吸附就很難脫離，並隨著水泥水化產物的逐漸生成而逐漸被掩埋，使聚羧酸系分散劑的分散能力逐漸喪失，造成混凝土流動能力降低，產生明顯的混凝土坍落度損失。另一類採用分子中引入酯類物質、不飽和羧酸單體和帶有雙鍵的聚乙二醇醚進行共聚製備保坍型聚羧酸系分散劑，但這種方法由於引入的酯類單體降低了分子內吸附基團的密度，勢必會降低聚羧酸系分散劑的減水能力，無法達到同時兼顧減水和保坍性能。
常規聚羧酸系分散劑由於其較強的吸附能力能夠提供良好的分散能力，但同時勢必造成混凝土體系中殘存的超塑化劑分子數量不足，從而造成其保坍能力不足。2012年12月前最有效緩解摻有聚羧酸系分散劑的高性能混凝土流動性損失的辦法為超摻外加劑或者額外添加保坍組分，這種做法無疑會導致外加劑摻量偏高，不可避免的提高了混凝土成本，同時對混凝土的初始流動度和後期流動度無法準確控制，從而增加了操作難度。因此，開發一種同時具備減水和保坍能力的新型聚羧酸系分散劑及其製備方法達到一次添加持續分散的效果是非常必要的，這也是減少外加劑摻量、降低施工難度，更好的提高混凝土質量的重要需求。
發明內容
專利目的
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》的目的是提供一種在水泥強鹼性環境下會發生分子結構變化的動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法，這種聚合物在摻入混凝土體系後的不同時間段具有兩種不同性質的吸附基團，從而達到超低摻量條件下持續對混凝土進行分散的效果。
技術方案
一種動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，由摩爾比為1:（2～10）的單體A和單體B聚合而成，所得的動態聚羧酸水泥分散劑的分子量為2～8萬；
所述單體A的結構式為：
其中，R1為H或CH3；X為O、CH2O或CH2CH2O；p為20～200的整數；
所述單體B的結構式為：
其中，R2為H或CH3；
n為1～4的整數。
上述動態聚羧酸水泥分散劑的分子量太小或太大，其對混凝土的分散性能和坍落度保持性能都不好。
所述單體A為乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚或3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中一種或兩種以上任意配比的混合物；所述單體B為對羥基苯磺酸丙烯酸酯、羥甲基磺酸丙烯酸酯、2-羥基乙磺酸丙烯酸酯、3-羥基丙磺酸丙烯酸酯、4-羥基丁磺酸丙烯酸酯、對羥基苯磺酸甲基丙烯酸酯、羥甲基磺酸甲基丙烯酸酯、2-羥基乙磺酸甲基丙烯酸酯、3-羥基丙磺酸甲基丙烯酸酯或4-羥基丁磺酸甲基丙烯酸酯中一種或兩種以上任意配比的混合物。
為了使用方便，所述單體B由單體C和單體D酯化而成，所述單體C的結構式為：
其中，R2為H或CH3；所述單體D的結構式為OH-R3-SO3H其中，
其中n為1～4的整數。前述酯化反應工藝可採用2012年12月前技術中已報導的方法，例如：單體B的製備方法可以描述為：將含有3000ppm阻聚劑吩噻嗪的單體C和單體D在甲苯作為攜水劑的反應體系中經攪拌混合均勻，酯化反應溫度控制在135±5℃，時間為12～16小時，酯化完成後在低壓條件下抽除溶劑，完成單體B的製備。
為了進一步保證產品質量，上述動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，包括如下步驟：
①將單體A與質量用量為單體A質量的0.45-2倍的水混勻，升溫至30～70℃，並加入氧化劑；
②將單體B、鏈轉移劑和質量用量為單體B質量的0.35-2倍的水混勻；
③將步驟②所得物料和質量濃度為0.6-13％的還原劑水溶液，同時在2-6小時滴加到步驟①所得物料中，滴加完畢後，保溫1.5-2.5小時；
④向步驟③所得物料中滴加質量濃度為0.2-7％的還原劑水溶液，滴加完畢後保溫0.5-1.5小時，得動態聚羧酸水泥分散劑；
前述，單體A和單體B的摩爾比為1:（2～10）；氧化劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.5～5％；還原劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.2～5％；鏈轉移劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.5～5％；步驟③中的還原劑水溶液的質量與步驟④中還原劑水溶液的質量比為3-6。
上述各步驟均在30～70℃下完成。依據《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》所述自由基聚合的最適合的引發速率。
上述氧化劑、還原劑和鏈轉移劑的用量均指有效成分的用量，如果使用時用的是溶液，則用量指的是除去溶劑後的有效成分的用量。
為了提高產品質量，所述氧化劑為質量濃度不高於30％的雙氧水；所述還原劑為亞硫酸鹼金屬鹽、莫爾鹽、L-抗壞血酸、異抗壞血酸或甲醛次硫酸氫鈉中一種或兩種以上任意配比的混合物；優選，所述亞硫酸鹼金屬鹽為亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸氫鈉或連二磷酸鈉中一種或兩種以上任意配比的混合物；所述還原劑為L-抗壞血酸或甲醛次硫酸氫鈉或兩者任意配比的混合物；所述鏈轉移劑為巰基乙醇、巰基乙酸、2-巰基丙酸或3-巰基丙酸中一種或兩種以上任意配比的混合物。
由上述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法所製備的動態聚羧酸水泥分散劑，在超低摻量條件下具有優良的分散性能和坍落度保持能力。
該發明申請人認為，《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》動態聚羧酸水泥分散劑在鹼性水泥環境下會發生分子結構變化，它在添加進入混凝土體系後的不同時間段先後具有兩種不同性質的吸附基團。第一種，聚合物結構中首先暴露的吸附基團為磺酸根（-SO3）基團。與水泥顆粒接觸後，聚合物將以磺酸根（-SO3）為初始吸附基團，提供強有力的吸附驅動力，並依靠側鏈的空間位阻作用達到優異的分散性能；第二種，聚合物中的酯鍵會在水泥鹼性環境中逐漸發生水解反應，使聚合物脫離既有吸附表面，重新溶入混凝土體系溶液中，同時水解作用緩慢釋放出對水泥顆粒具有吸附能力的羧酸根（-COO），為該聚合物提供第二層次的吸附驅動力，使聚合物再一次在水泥顆粒上進行吸附達到持續對混凝土進行分散的效果。
上述動態聚羧酸水泥分散劑的套用，其摻量為水泥混凝土膠材總質量的0.08-0.12％。如果添加量過少，那么其分散性能和增強效果是不能令人滿意的；相反如果添加量過多，實驗證明僅僅是經濟上的浪費，因為並沒有帶來效果上的相應增長。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》所述動態動態聚羧酸水泥分散劑也可以與至少一種選自2012年12月前技術中已知氨基磺酸系減水劑、木質素系普通減水劑以及2012年12月前聚羧酸鹽減水劑相混合使用。另外，除上面提到的已知混凝土減水劑外，其中也可以根據實際需要加入引氣劑、膨脹劑、緩凝劑、早強劑、增粘劑、減縮劑和消泡劑等。
改善效果
（1）該方法明顯提高了聚羧酸分散劑的減水能力。
2012年12月前技術為了提高聚羧酸分散劑的坍落度保持能力，不得不降低分子內的吸附基團含量，從而減弱聚合物分子的吸附能力，以保證有一部分分散劑分子能殘留在混凝土溶液中用於後期分散，這種做法無疑降低了聚羧酸分散劑的初始減水能力。《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》所述的動態聚羧酸水泥分散劑本身能在水泥鹼性環境中得到再一次的釋放，從而不需要考慮該問題，因此能使初始減水能力得到較大程度的提高。
（2）該方法製備的動態聚羧酸水泥分散劑有效降低了混凝土中分散劑的用量，顯著降低混凝土成本。
2012年12月前技術普遍使用外摻保坍劑的辦法緩解混凝土坍落度損失程度，這種做法勢必提高了分散劑的用量，增加了成本。該發明所述的動態聚羧酸水泥分散劑由於其超高的減水率可以減少其摻量，同時依靠其第二層分散作用而不需要額外添加保坍劑，降低了混凝土成本。
（3）該方法製備的聚羧酸超塑化劑有效提高了混凝土材料的適應性。
該發明所述的聚羧酸超塑化劑在初始階段以磺酸根為吸附基團，有效的降低了混凝土溶液中硫酸根離子對其的影響，達到更好的材料適應性。另外，這種結構經過試驗驗證其對砂石集料含泥量因素造成的混凝土坍落度損失加大的現象有良好的緩解作用。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》動態聚羧酸水泥分散劑既具有超於常規的分散性能，同時具有優異的坍落度保持能力和混凝土增強的效果，且摻量低，有效避免了常規聚羧酸類分散劑坍落度保持能力不足的缺陷，同時避免了為了提高混凝土保坍能力而額外添加專用保坍劑帶來的分散效果減弱、經濟性降低和施工難度增大的技術問題。
技術領域
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》涉及一種動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用，屬於混凝土外加劑技術領域。
權利要求
1.一種動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：由摩爾比為1:（2～10）的單體A和單體B聚合而成，所得的動態聚羧酸水泥分散劑的分子量為2～8萬；
所述單體A的結構式為：
其中，R1為H或CH3；X為O、CH2O或CH2CH2O；p為20～200的整數；
所述單體B的結構式為：
其中，R2為H或CH3；
n為1～4的整數。
2.如權利要求1所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述單體A為乙烯基聚乙二醇醚、烯丙基聚乙二醇醚、3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚或3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中一種或兩種以上任意配比的混合物。
3.如權利要求1所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述單體B為對羥基苯磺酸丙烯酸酯、羥甲基磺酸丙烯酸酯、2-羥基乙磺酸丙烯酸酯、3-羥基丙磺酸丙烯酸酯、4-羥基丁磺酸丙烯酸酯、對羥基苯磺酸甲基丙烯酸酯、羥甲基磺酸甲基丙烯酸酯、2-羥基乙磺酸甲基丙烯酸酯、3-羥基丙磺酸甲基丙烯酸酯或4-羥基丁磺酸甲基丙烯酸酯中一種或兩種以上任意配比的混合物。
4.如權利要求1至3任意一項所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述單體B由單體C和單體D酯化而成，所述單體C的結構式為：
其中，R2為H或CH3；所述單體D的結構式為OH-R3-SO3H其中，
R2為H或CH3；
其中n為1～4的整數。
5.如權利要求1至3任意一項所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：包括如下步驟：
①將單體A與質量用量為單體A質量的0.45-2倍的水混勻，升溫至30～70℃，並加入氧化劑；
②將單體B、鏈轉移劑和質量用量為單體B質量的0.35-2倍的水混勻；
③將步驟②所得物料和質量濃度為0.6-13％的還原劑水溶液，同時在2-6小時滴加到步驟①所得物料中，滴加完畢後，保溫1.5-2.5小時；
④向步驟③所得物料中滴加質量濃度為0.2-7％的還原劑水溶液，滴加完畢後保溫0.5-1.5小時，得動態聚羧酸水泥分散劑；
前述，單體A和單體B的摩爾比為1:（2～10）；氧化劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.5～5％；還原劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.2～5％；鏈轉移劑的摩爾用量為單體A和單體B總摩爾數的0.5～5％；步驟③中的還原劑水溶液的質量與步驟④中還原劑水溶液的質量比為3-6。
6.如權利要求5所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述氧化劑為質量濃度不高於30％的雙氧水。
7.如權利要求5所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述還原劑為亞硫酸鹼金屬鹽、焦亞硫酸氫鈉、連二磷酸鈉、莫爾鹽、L-抗壞血酸、異抗壞血酸或甲醛次硫酸氫鈉中一種或兩種以上任意配比的混合物。
8.如權利要求7所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述亞硫酸鹼金屬鹽為亞硫酸氫鈉。
9.如權利要求8所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述還原劑為L-抗壞血酸或甲醛次硫酸氫鈉或兩者任意配比的混合物。
10.如權利要求5所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法，其特徵在於：所述鏈轉移劑為巰基乙醇、巰基乙酸、2-巰基丙酸或3-巰基丙酸中一種或兩種以上任意配比的混合物。
11.由權利要求1至10任意一項所述的動態聚羧酸水泥分散劑的製備方法所製備的動態聚羧酸水泥分散劑。
12.權利要求11所述的動態聚羧酸水泥分散劑的套用，其特徵在於：其摻量為水泥混凝土膠材總質量的0.03-0.3％。
實施方式
如下實施例中所用的單體如表1所示，合成的動態聚羧酸分散劑簡記為PE。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》實施例中，聚合物的數均分子量採用Wyatt technology corporation凝膠滲透色譜儀測定。（凝膠柱：Shodex SB806+803兩根色譜柱串聯；洗提液：0.1摩爾/升NaNO3溶液；流動相速度：0.8毫升/分鐘；注射：20微升0.5％水溶液；檢測器：ShodexRI-71型示差折光檢測器；標準物：聚乙二醇GPC標樣（Sigma-Aldrich，分子量1010000，478000，263000，118000，44700，18600，6690，1960，628，232））。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》套用實施例中，除特別說明，所採用的水泥均為小野田52.5R.P.II水泥，砂為細度模數Mx＝2.6的中砂，石子為粒徑為5～20毫米連續級配的碎石。水泥淨漿流動度測試參照GB/T8077-2000標準進行，加水量為87克，攪拌3分鐘後在平板玻璃上測定水泥淨漿流動度。含氣量、減水率試驗方法參照GB8076-2008《混凝土外加劑》的相關規定執行。坍落度及坍落度損失參照JC473-2001《混凝土泵送劑》相關規定執行。混凝土抗壓強度參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》的相關規定執行。
《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》合成實施例中用到表1所述的化合物代號：
單體A | A-l | 乙烯基聚乙二醇髄（分子量7000） |
A-2 | 烯丙基聚乙二醇髄（分子量1000） | |
A-3 | 甲代烯丙基聚乙一醇髄（分子量2400） | |
A-4 | 3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙一醇髄（分子量5000） | |
單體B | B-l | 對羥基苯磺酸丙烯酸酯 |
B-2 | 2-羥基乙磺酸丙烯酸酯 | |
B-3 | 羥甲基磺酸甲基丙烯酸酯 | |
B-4 | 4-羥基丁磺酸甲基丙烯酸酯 |
實施例1
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入350克去離子水，同時加入560克A-1（0.08摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至30℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）5克，攪拌均勻。然後將182.4克B-1（0.8摩爾）、1.8克巰基乙酸、2.07克3-巰基丙酸、水70克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為2小時，並同時滴加55克含有7克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約2小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加10克含有0.7克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值7.0，得到固含量為59.4％橙黃色透明液體，分子量為65,000（PE-1）。
實施例2
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入250克去離子水，同時加入500克A-2（0.5摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至50℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）2克，攪拌均勻。然後將225克B-2（1.25摩爾）、3.7克3-巰基丙酸、水100克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為6小時，並同時滴加100克含有0.6克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，滴加時間約6小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加30克含有0.07克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值7.7，得到固含量為59.2％橙黃色透明液體，分子量為32,000（PE-2）。
實施例3
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入730克去離子水，同時加入300克A-2（0.3摩爾）和480克A-3（0.2摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至60℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）1.2克，攪拌均勻。然後將270克B-3（1.5摩爾）、4.6克巰基乙酸、水200克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為5小時，並同時滴加100克含有0.9克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約5小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加20克含有0.1克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值6.8，得到固含量為48.6％橙黃色透明液體，分子量為48,000（PE-3）。
實施例4
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入1000克去離子水，同時加入480克A-3（0.2摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至45℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）4.5克，攪拌均勻。然後將144克B-2（0.8摩爾）、0.92克巰基乙酸、水200克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為4小時，並同時滴加200克含有2.8克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，滴加時間約4小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加50克含有0.3克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值6.5，得到固含量為29.5％橙黃色透明液體，分子量為51,000（PE-4）。
實施例5
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入520克去離子水，同時加入360克A-3（0.15摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至70℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）3.1克，攪拌均勻。然後將54克B-2（0.3摩爾）和81克B-3（0.45摩爾）、4.8克3-巰基丙酸、水100克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為2小時，並同時滴加100克含有2.8克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約2小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加20克含有0.32克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值7.0，得到固含量為39.2％橙黃色透明液體，分子量為26,000（PE-5）。
實施例6
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入600克去離子水，同時加入500克A-4（0.1摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至50℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）1.7克，攪拌均勻。然後將117克B-2（0.65摩爾）、2.1克巰基乙酸、水200克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為3小時，並同時滴加100克含有1.2克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約3小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加25克含有0.13克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值6.8，得到固含量為39.4％橙黃色透明液體，分子量為44,000（PE-6）。
實施例7
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入450克去離子水，同時加入500克A-4（0.1摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至40℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）4.6克，攪拌均勻。然後將177.6克B-4（0.8摩爾）、0.76克3-巰基丙酸、水100克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為4小時，並同時滴加100克含有5克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，滴加時間約4小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加25克含有0.56克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值7.5，得到固含量為48.6％橙黃色透明液體，分子量為73,000（PE-7）。
比較例1
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入350克去離子水，同時加入560克A-1（0.08摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至30℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）10克，攪拌均勻。然後將57.6克丙烯酸（0.8摩爾）、3.2克巰基乙酸、水100克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為2小時，並同時滴加40克含有7克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約2小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加10克含有0.7克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值7.4，得到固含量為54％淺黃色透明液體，分子量為59,500。
比較例2
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入200克去離子水，同時加入500克A-2（0.5摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至50℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）2克，攪拌均勻。然後將107.6克甲基丙烯酸（1.25摩爾）、3.7克3-巰基丙酸、水80克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為6小時，並同時滴加80克含有0.6克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，滴加時間約6小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加20克含有0.07克甲醛次硫酸氫鈉的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值6.5，得到固含量為59.2％橙黃色透明液體，分子量為35,000。
比較例3
在裝有溫度計、攪拌器、滴液漏斗和氮氣導入管的玻璃反應器中，加入500克去離子水，同時加入500克A-4（0.1摩爾），邊攪拌邊用氮氣吹掃反應容器，並升溫至60℃溶解，後加入過氧化氫（有效濃度為30％）1.7克，攪拌均勻。然後將63.7克馬來酸酐（0.65摩爾）、2.1克巰基乙酸、水220克相混，攪拌製成均勻的單體水溶液，將其滴加入反應器，滴加時間為3小時，並同時滴加100克含有1.2克L-抗壞血酸的水溶液，滴加時間約3小時，滴加完畢後保溫反應2小時，再向反應瓶內補加25克含有0.13克L-抗壞血酸的水溶液，並繼續保溫1小時，冷卻至室溫，加鹼中和到pH值6.8，得到固含量為39.4％橙黃色透明液體，分子量為73,000。
套用例1
參照GB/T8077-2000標準進行了水泥淨漿流動度測試，採用小野田525R.P.II水泥300克，加水量為87克。純水泥淨漿流動度測試結果見表2；為了表征該方法製備的聚羧酸超塑化劑的抗粘土性能，選擇占水泥量重量2％的蒙脫土替代同等質量的水泥進行淨漿流動度測試，測試結果見表3。
編號 | 摻量/% | 淨漿流動度/毫米 | ||
0分鐘 | 60分鐘 | 120分鐘 | ||
PE-1 | 0.08 | 235 | 228 | 220 |
PE-2 | 0.08 | 210 | 209 | 200 |
PE-3 | 0.08 | 222 | 230 | 226 |
PE-4 | 0.08 | 248 | 260 | 252 |
PE-5 | 0.08 | 250 | 275 | 260 |
PE-6 | 0.08 | 242 | 247 | 240 |
PE-7 | 0.08 | 253 | 270 | 268 |
比較例1 | 0.12 | 225 | 166 | 118 |
比較例2 | 0.12 | 180 | 155 | 80 |
比較例3 | 0.12 | 195 | 170 | 134 |
表2中列出了各種共聚物對水泥淨漿的流動度的分散和分散保持能力的影響，由表2可見，相比對比例的聚合物，《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》製備的動態聚羧酸動態聚羧酸水泥分散劑在超低摻量條件下對水泥表現出優異的分散能力，尤其具有明顯的分散保持能力優勢。
編號 | 蒙脫土/水泥 （克） | 摻量/% | 淨漿流動度/毫米 | ||
0分鐘 | 60分鐘 | 120分鐘 | |||
PC-1 | 6/294 | 0.1 | 250 | 248 | 235 |
PC-2 | 6/294 | 0.1 | 228 | 220 | 210 |
PC-3 | 6/294 | 0.1 | 233 | 219 | 208 |
PC-4 | 6/294 | 0.1 | 238 | 231 | 225 |
PC-5 | 6/294 | 0.1 | 248 | 242 | 228 |
PC-6 | 6/294 | 0.1 | 255 | 238 | 225 |
對比例1 | 6/294 | 0.19 | 249 | 186 | 110 |
對比例2 | 6/294 | 0.20 | 267 | 190 | 108 |
對比例3 | 6/294 | 0.18 | 238 | 195 | 85 |
由表3的測試結果可以看出，蒙脫土的摻入明顯影響了聚羧酸超塑化劑的分散性能，造成分散劑的摻量增加。相比之下，該方法製備的聚羧酸超塑化劑在小幅度增加添加量後仍表現出良好的分散和分散保持能力，但常規聚羧酸分散劑達到相近的流動度時需要更多的添加量，且分散保持能力嚴重劣化。（上述6/294表示將6克蒙脫土加入到294克水泥中）
套用例2
參照GB8076-2008《混凝土外加劑》的相關規定試驗方法進行了減水率、含氣量的測定。參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》的相關規定進行了混凝土抗壓強度測試。參照JC473-2001《混凝土泵送劑》相關方法測定了坍落度及坍落度損失，固定混凝土水膠比，並調整共聚物摻量使新拌混凝土初始坍落度為21±1厘米，實驗結果見表4。
編號 | 摻量/% | 含氣量/% | 坍落度/擴展度（厘米） | 28d抗壓強度/兆帕 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
0分鐘 | 60分鐘 | 120分鐘 | ||||
PE-1 | 0.111 | 3.9 | 21.2/42 | 21.5/48 | 20.8/40 | 82.6 |
PE-2 | 0.114 | 4.0 | 22.0/43 | 21.6/42 | 20.5/39 | 80.4 |
PE-3 | 0.12 | 4.0 | 21.5/41 | 22.3/46 | 21.8/43 | 82.3 |
PE-4 | 0.108 | 4.2 | 20.4/40 | 20.8/45 | 21.0/49 | 84.2 |
PE-5 | 0.104 | 4.1 | 21.8/42 | 21.9/46 | 21.0/45 | 81.5 |
PE-6 | 0.11 | 4.0 | 21.0/41 | 21.6/46 | 21.4/44 | 85.8 |
PE-7 | 0.10 | 4.1 | 21.0/40 | 21.2/44 | 20.9/42 | 83.5 |
比較例1 | 0.15 | 4.2 | 21.5/44 | 15.0 | 7.5 | 79.8 |
比較例2 | 0.16 | 4.0 | 21.0/42 | 12.4 | - | 76.5 |
比較例3 | 0.155 | 4.1 | 21.2/42 | 15.4 | 10.8 | 79.7 |
上述試驗表明，採用《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》製備的動態聚羧酸水泥分散劑在明顯低於常規聚羧酸分散劑的摻量下就可以獲得很強的減水能力，並且在坍落度保持性能方面表現出非常明顯的優勢。同水膠比條件下對比混凝土28d抗壓強度數據可知，該發明製備的動態聚羧酸水泥分散劑具有更好的混凝土增強的效果。
套用例3
以《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》動態聚羧酸水泥分散劑PE-1與對比例1為例，參照GB8076-2008《混凝土外加劑》的相關規定試驗方法進行了減水率的測定。參照JC473-2001《混凝土泵送劑》相關方法測試了兩種分散劑在不同摻量條件下新拌混凝土的性能，實驗結果見表5。
編號 | 摻量/% | 減水率/% | 坍落度/擴展度（厘米） | ||
0分鐘 | 60分鐘 | 120分鐘 | |||
PE-1 | 0.03 | 13.5 | 20.6/41 | 19.5/35 | 18.1 |
0.05 | 18.3 | 21.0/40 | 20.5/39 | 20.0/38 | |
0.10 | 21.8 | 21.5/43 | 21.5/43 | 21.3/43 | |
0.15 | 28.0 | 20.8/40 | 21.5/45 | 22.0/46 | |
0.20 | 35.5 | 21.2/42 | 22.0/48 | 22.0/46 | |
0.25 | 41.0 | 20.9/41 | 21.8/49 | 22.1/50 | |
比較例1 | 0.30 | 43.8 | 21.2/42 | 22.1/50 | 22.5/52 |
0.03 | 7.8 | 20.2/42 | - | - | |
0.05 | 10.6 | 20.4/40 | 10.0 | - | |
0.10 | 16.8 | 21.3/41 | 12.8 | - | |
0.15 | 20.9 | 21.5/44 | 15.0 | 7.5 | |
0.20 | 27.4 | 21.0/42 | 16.2 | 12.5 | |
0.25 | 35.0 | 21.2/43 | 18.5/36 | 15.8 | |
0.30 | 37.2 | 21.1/41 | 19.8/38 | 17.9 | |
從表4的測試數據可以看出，同摻量條件下，PE-1的減水能力明顯高於對比例1，尤其是坍落度保持能力更是具有顯著的優勢，因此，《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》方法製備的動態聚羧酸水泥分散劑能有效降低混凝土中分散劑的用量，在保證混凝土質量的同時降低了混凝土成本。
榮譽表彰
2016年12月7日，《動態聚羧酸水泥分散劑、其製備方法及其套用》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
