專利名稱：：一種聚羧酸系高效減水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于一種化學(xué)制備方法，具體是一種聚羧酸系高效減水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚羧酸高性能減水劑具有低摻量、高分散性、坍落度損失小、分子結(jié)構(gòu)自由度大、易改性等許多獨(dú)特的性質(zhì)。國內(nèi)近十多年來，新型高效減水劑和超塑化劑的研發(fā)主要產(chǎn)品還是萘磺酸鹽甲酣縮合物與氨基磺酸鹽縮合物等，而對聚羧酸系減水劑的研究無論是從原材料選擇、生產(chǎn)工藝或提高性能方面都起步較晚，雖然國內(nèi)研究者通過分子途徑探索聚羧酸系減水劑產(chǎn)品已取得一定成效，從國內(nèi)公開發(fā)表的相關(guān)學(xué)術(shù)論文和研究文獻(xiàn)，以及公開的中國專利文獻(xiàn)來看，國內(nèi)對聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的開發(fā)大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，真正形成產(chǎn)品的廠家還很少，遠(yuǎn)不能滿足高性能混凝土發(fā)展的需要。因此聚羧酸系高效減水劑的研究是高性能混凝土技術(shù)發(fā)展的必然要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工藝合理，操作筒單，有利于工業(yè)化生產(chǎn)的聚羧酸系高效減水劑的制備方法。本發(fā)明以曱氧基聚乙二醇單曱醚、丙烯酸為原料先合成曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯化大單體，然后酯化大單體與丙烯酸共聚形成聚羧酸高效減水劑。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種聚羧酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)、酯化反應(yīng)，將單一分子量的曱氧基聚乙二醇單曱醚加入反應(yīng)容器中，加入對苯二酚和對苯二酚單曱醚作為阻聚劑攪拌均勻，然后再加入丙烯酸，升溫至80-9(TC時(shí)，加入濃硫酸作為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，通入惰性氣體帶水，在100-120°C的條件下反應(yīng)約8-10小時(shí)得到曱氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯；所述的曱氧基聚乙二醇與丙烯酸的摩爾比為1:31:5;(2)、聚合反應(yīng)，用制備的曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯配成水溶液；在水中通入氮?dú)?，加熱水溫?5-95。C時(shí)，向水中滴加曱氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯水溶液及過硫酸銨水溶液，進(jìn)行共聚反應(yīng)，過硫酸銨用量為曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯的1.5~5%;滴加結(jié)束后，在93。C-97。C再保溫1-1.5小時(shí)；(3)、共聚反應(yīng)結(jié)束后，加入^咸性化合物調(diào)節(jié)pH值為7-8，即為本發(fā)明的聚羧酸減水劑。所述的聚羧酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述的阻聚劑的用量為丙烯酸質(zhì)量的0.3-0.6%;所述的濃^L酸為98%濃硫酸，用量為甲氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯重量的0.6-1.5%;所述的曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯水溶液濃度為65-70%;所述的過硫酸銨水溶液濃度為5-7%。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)及積極成果(1)、酯化大單體甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的合成中采用對苯二酚與對苯二酚單曱醚協(xié)同阻聚，減少了不飽和雙鍵的破壞率，這樣使合成的減水劑有效含量增加，使混凝土減水率提高，保坍性能增強(qiáng)。(2)、單獨(dú)采用一種大分子量MPEG作為主要原料，使合成的羧酸支鏈增長，支鏈間的分子間作用增加，不同水泥顆粒吸附的聚合物支鏈間的立體斥力相對較強(qiáng)，同時(shí)因?yàn)榫埕人釡p水劑中側(cè)鏈以酯鍵的形式與主鏈連接，在堿性環(huán)境中發(fā)生緩慢分解而釋放羧基，側(cè)鏈較長的聚羧酸減水劑羧基釋放時(shí)間相對較長，流動保持性增加。(3)通過惰性氣體帶水簡化了酯化反應(yīng)的生產(chǎn)工藝，使合成出來的產(chǎn)品綠色環(huán)保且成本低廉。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1制備聚羧酸減水劑第一步，酯化反應(yīng)取MPEG(分子量3000)300g(0.lmol),放入裝有斷點(diǎn)溫度計(jì)、冷凝管、攪拌器的1000ml四口燒瓶中，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70。C左右時(shí)加入阻聚劑對苯二酚和對苯二酚單甲醚各0.4g,攪拌均勻，然后加入丙烯酸57.6g(0.8mol)，繼續(xù)升溫到9(TC時(shí)，加入催化劑濃硫酸4.29g，并通入氮?dú)庾鳛閹畡?，?20。C下反應(yīng)10h后得到酯化大單體即甲氧基聚乙二醇單甲醚丙晞酸酯。第二步，聚合反應(yīng)在裝有斷點(diǎn)溫度計(jì)、冷凝裝置、和攪拌器的1000ml四口燒瓶中加入適量蒸餾水，通入氮?dú)?，?5。C時(shí)，利用恒流泵滴加濃度為66.7%的酯化大單體溶液和引發(fā)劑濃度為6。/。的過^s克酸銨溶液，酯化大單體在4h左右滴加完畢，引發(fā)劑滯后0.5小時(shí)滴加完畢，當(dāng)單體和引發(fā)劑滴加完畢后，在95°C時(shí)4呆溫lh。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻、降溫，然后用質(zhì)量百分比濃度為3(W的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在7-8,得到紅色透明溶液，即為本發(fā)明聚羧酸減水劑。實(shí)施例2本發(fā)明酯化大單體的工業(yè)化生產(chǎn)如下(1)主要原材料的檢測MPEG羥值的測定，丙烯酸純度的測定(2)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況包括溫度計(jì)的校準(zhǔn)、溫控設(shè)備、及管道、反應(yīng)釜的封閉性等。(3)稱量曱氧基聚乙二醇單甲醚(MPEG)990kg，投入反應(yīng)釜中，等溫度升到70。C左右時(shí)加入阻聚劑對苯二酚和對苯二酚單曱醚各2.64kg，攪拌均勻，并加入丙烯酸190.1kg。(4)升溫到9(TC時(shí)，加入催化劑濃^^酸14.16kg，并通入氮?dú)庾鳛閹畡?，?20。C下反應(yīng)10h后得到酯化大單體即曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯。(5)配置好的酯化料水溶液(1180Kg酯+590Kg水)以及過疏酸銨水溶液(35.4Kg+1144kg)打入高位槽中，待反應(yīng)釜中的溫度升到在85。C時(shí)，開始滴加酯化大單體和引發(fā)劑水溶液，酯化大單體在4h左右滴加完畢，引發(fā)劑滯后O.5小時(shí)滴加完畢，當(dāng)酯化大單體和引發(fā)劑滴加完畢后，在95。C時(shí)保溫lh。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻、降溫，然后用質(zhì)量百分比濃度為30%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在78,得到紅色透明溶液，即為本發(fā)明聚羧酸減水劑。將實(shí)驗(yàn)室小試的樣品，與工業(yè)化放大生產(chǎn)的樣品，采用海螺PO.42.5水泥和標(biāo)準(zhǔn)水泥摻量按水泥質(zhì)量的0.8%,根據(jù)GB/T8077-2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性實(shí)驗(yàn)方法》在室溫下測其凈漿流動度和減水率，所得結(jié)果如表一、表二所示表一海螺水泥凈漿流動度和減水率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表二標(biāo)準(zhǔn)水泥凈漿流動度和減水率對比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種聚羧酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)、酯化反應(yīng)，將單一分子量的甲氧基聚乙二醇單甲醚加入反應(yīng)容器中，加入對苯二酚和對苯二酚單甲醚作為阻聚劑攪拌均勻，然后再加入丙烯酸，升溫至80-90℃時(shí)，加入濃硫酸作為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，通入惰性氣體帶水，在100～120℃的條件下反應(yīng)約8-10小時(shí)得到甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯；所述的甲氧基聚乙二醇與丙烯酸的摩爾比為1∶3～1∶5；(2)、聚合反應(yīng)，用制備的甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯配成水溶液；在水中通入氮?dú)猓訜崴疁囟?5～95℃時(shí)，向水中滴加甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯水溶液及過硫酸銨水溶液，進(jìn)行共聚反應(yīng)，過硫酸銨用量為甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的1.5～5％；滴加結(jié)束后，在93℃-97℃再保溫1-1.5小時(shí)；(3)、共聚反應(yīng)結(jié)束后，加入堿性化合物調(diào)節(jié)pH值為7-8，即為本發(fā)明的聚羧酸減水劑。2、根據(jù)要求1所述的聚羧酸系高效減水劑的制備方法，其特征在于所述的阻聚劑的用量為丙烯酸質(zhì)量的0.3-0.6%;所述的濃-琉酸為9W濃^5克酸，用量為曱氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯質(zhì)量的0.6-1.5%;所述的曱氧基聚乙二醇單曱醚丙烯酸酯水溶液濃度為65-70%;所述的過硫酸銨水溶液濃度為5-7°/。全文摘要本發(fā)明公開了一種聚羧酸系高效減水劑的制備方法，以甲氧基聚乙二醇單甲醚、丙烯酸為原料先合成甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯化大單體，然后酯化大單體與丙烯酸共聚形成聚羧酸高效減水劑。酯化大單體甲氧基聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的合成中采用對苯二酚與對苯二酚單甲醚協(xié)同阻聚，減少了不飽和雙鍵的破壞率，這樣使合成的減水劑有效含量增加，使混凝土減水率提高，保坍性能增強(qiáng)。文檔編號C08F299/02GK101531747SQ20091011658公開日2009年9月16日申請日期2009年4月20日優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日發(fā)明者周春娥,江常青,汪志勇,海黃,黃玉華申請人:安徽中鐵工程材料科技有限公司