專利名稱：一種聚羧酸系減水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土的減水劑，尤其適用于聚羧酸系減水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土減水劑是指在保持水泥用量和混凝土坍落度不變的情況下，可以節(jié)約混凝土拌合過程中的用水量、提高混凝土強度或在混凝土坍落度及混凝土抗壓強度不變的情況下，可以節(jié)約水泥用量的一種混凝土外加劑。自從減水劑在混凝土中使用之后，不僅大大提高了混凝土的各種性能、延長建筑使用壽命，而且還能將工業(yè)副產(chǎn)品粉煤灰、礦渣等作為水泥基復(fù)合材料加以有效地利用，節(jié)約了水泥的用量，實現(xiàn)了企業(yè)的節(jié)能降耗的目標。目前，廣泛使用的萘系、三聚氰胺系和氨基磺酸系高效減水劑在單獨使用時，混凝土普遍存在坍落度損失過快或嚴重泌水等問題，已難以滿足實際工程的施工要求，復(fù)合產(chǎn)品與水泥的適應(yīng)性也不穩(wěn)定，甚至影響到混凝土的凝結(jié)硬化和耐久性能，隨著建筑市場減水劑的用量增大，問題愈顯突出，因此，迫切需要新型的非萘系減水劑，特別需要研究性能更優(yōu)越的減水劑新品種。檢索文獻披露:①專利CN102173641A中公開了一種無熱能耗超高效羧酸減水齊U，由帶有羧酸基團的可聚合的有機酸小單體與帶有長鏈的可聚合的聚醚大單體在常溫20-35°C下聚合而成，反應(yīng)簡單，無熱能耗，反應(yīng)時間短，生產(chǎn)過程無污染，減水率可達45 50%。但是通過以上方法合成的減水劑合成率低，在實際使用時綜合成本較高，減水劑的分子分子量較低且結(jié)構(gòu)有一定的缺陷，適應(yīng)性較差。②在專利CN101974135A中公開了一種聚羧酸減水劑的常溫合成方法，該減水劑是在氧化還原引發(fā)劑的作用下，將含有不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚單體或酯單體a，不飽和一元羧酸及其衍生物b，不飽和二元酸C，及其單體d在水溶液中共聚，最后用堿液中和制得，適宜的反應(yīng)溫度在5-30°C。但是在低溫、多元聚合的條件下，產(chǎn)品的合成率較低，同時不飽和二元酸、不飽和磺酸鹽的利用率較低，造成原料浪費，產(chǎn)品的分散性、保坍性較差。本發(fā)明方法在低溫下合成減水劑技術(shù)方法相比，提高了低溫下聚合反應(yīng)的合成率，改善合成條件，使低溫合成的產(chǎn)品達到了高溫合成產(chǎn)品的性能和水平；本方法設(shè)計的反應(yīng)溫度、引發(fā)劑和反應(yīng)單體的緩慢滴加，實現(xiàn)了低溫低能耗操作，同時降低了生產(chǎn)操作難度；優(yōu)化產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品在擁有高減水率的同時，改善了產(chǎn)品分散保持性；產(chǎn)品在混凝土的緩凝、保坍、流動性、適應(yīng)性等方面具有較佳性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供的聚羧酸系減水劑的制備方法，不僅實現(xiàn)了低溫低能耗操作，同時優(yōu)化產(chǎn) 品分子結(jié)構(gòu)，改善了產(chǎn)品分散保持性，尤其突顯混凝土的緩凝、保坍、流動性、適應(yīng)性等高性能指標。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種聚羧酸系減水劑的制備方法，以重量百分比配制原料，組分由去離子水30-55%、聚氧乙烯醚35-50%、羧酸衍生物單體5_10%、催化劑0.0005-0.002%、引發(fā)系例1.5-4.5%、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2-0.8%、結(jié)構(gòu)改性劑1.0-2.5%、堿液
4.5-8.5%組成；在20-351:下，將去離子水與聚氧乙烯醚置于反應(yīng)釜中溶解，待完全溶解后，依次加入羧酸衍生物單體、催化劑、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、結(jié)構(gòu)改性劑，攪拌28-32分鐘后，在室溫下靜置4-6小時，在攪拌狀態(tài)下加堿液，調(diào)pH值為6.0-7.5，即得產(chǎn)品；其中所用聚氧乙烯醚為烯丙基聚氧乙烯醚或甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其分子量為 500 2500 ；其中所用羧酸衍生物單體為丙烯酸或甲基丙烯酸或丙烯酸羥丙酯；其中所用催化劑為硫酸銅或硫酸鐵銨或硫酸鈷或硫酸鎳或硫酸亞鐵；其中所用引發(fā)系例由還原劑和氧化劑組成，還原劑是亞硫酸氫鈉或L-抗壞血酸，氧化劑為過硫酸銨或雙氧水，添加時還原劑與氧化劑重量比為1:1-1:5 ;其中所用鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸或巰基丙酸或異丙醇或次亞磷酸鈉；其中所用結(jié)構(gòu)改性劑為環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧氯丁烷；其中所用堿液為30%氫氧化鈉或30%氫氧化鉀。本發(fā)明的技術(shù)特點:選用的不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚分子量為500 2500 ;在低溫下聚合活性大小基本一致，合成的產(chǎn)品分子分布均勻，性能穩(wěn)定，原料利用率高，同時能夠縮小所得聚合物分子量波動范圍，合成率可達96%以上；選用的結(jié)構(gòu)改性劑具有微小的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加空間位阻，可在水泥顆粒表面形成較厚的吸附層，固定更多的自由水分子，提高水泥的分散性及分散保持性，降低了水泥的水化速度，減少了泌水率，同時提高了混凝土的強度和拉壓比，使開裂時間推遲等，該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品具有較多的高性能指標，彰顯技術(shù)進步。
具體實施例方式本發(fā)明結(jié)合實施例作進一步說明。實施例1在35°C下用900g去離子水將含有1500g烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入300g丙烯酸、0.06g硫酸銅、12g亞硫酸氫鈉、34g過硫酸銨、9g巰基乙酸、51g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置6小時，然后在攪拌狀態(tài)下用195g30%氫氧化鈉溶液中和，PH值為6.8，即得產(chǎn)品。實施例2在25°C下用1200g去離子水將含有1050g甲基烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入300g甲基丙烯酸、0.03g硫酸鐵銨、28g L-抗壞血酸、80g雙氧水、24g次亞磷酸鈉、72g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置5小時，然后在攪拌狀態(tài)下用246g30%氫氧化鉀溶液，中和pH值為7.5，即得產(chǎn)品。實施例3在33°C下用1080g去離子水將含有1320g烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入240g丙烯酸輕丙酯、0.024g硫酸鈷、19g亞硫酸氫鈉、50g過硫酸銨、12g巰基丙酸、63g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置4小時，然后在攪拌狀態(tài)下用219g30%氫氧化鈉溶液中和pH值為7.1，即得產(chǎn)品。

實施例4
在28°C下用1311g去離子水將含有1140g甲基烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入210g甲基丙烯酸、0.045g硫酸鎳、52g L-抗壞血酸、80g雙氧水、15g異丙醇、57g環(huán)氧氯丁烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置4小時，然后在攪拌狀態(tài)下用135g30%氫氧化鉀溶液中和pH值到6.3，即得產(chǎn)品。實施例5在31°C下用1140g去離子水將含有1380g烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入150g丙烯酸、0.039g硫酸鐵銨、50g亞硫酸氫鈉、70g過硫酸銨、9g巰基乙酸、39g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置6小時，然后在攪拌狀態(tài)下用171g30%氨水溶液中和PH值到6.7，即得產(chǎn)品。實施例6在34°C下用1440g去離子水將含有1170g烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入150g丙烯酸、0.042g硫酸亞鐵、18g L-抗壞血酸、30g雙氧水、6g巰基乙酸、54g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置5小時，然后在攪拌狀態(tài)下用135g30%氫氧化鉀溶液中和PH值到6.3，即得產(chǎn)品。實施例7在20°C下用1584g去離子水將含有1050g甲基烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入150g甲基丙烯酸、0.015g硫酸銅、IOg亞硫酸氫鈉、35g過硫酸銨、6g巰基丙酸、30g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置6小時，然后在攪拌狀態(tài)下用135g30%氫氧化鈉溶液中和pH值到6.0,即得產(chǎn)品。實施例8在35°C下用990g去離子水將含有1350g烯丙基聚氧乙烯醚固體溶解，待完全溶解后，依次加入300g甲基丙烯酸、0.060g硫酸鎳、41g亞硫酸氫鈉、70g過硫酸銨、24g巰基乙酸、60g環(huán)氧氯丙烷，加完攪拌30分鐘后，室溫下靜置4小時，然后在攪拌狀態(tài)下用165g30%氫氧化鈉溶液中和PH值到6.7，即得產(chǎn)品。實施效果驗證:本發(fā)明減水劑按照GB/T8077 2000《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗方法》對凈漿流動度進行測定，水泥為基準水泥P.按照GB/T8076 2008《混凝土外加劑》對坍落度及坍落度損失進行測定，WC=0.32。實驗結(jié)果見表I和表2。表I水泥凈漿流動度測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種聚羧酸系減水劑的制備方法，其特征在于:以重量百分比配制原料，組分由去離子水30-55%、聚氧乙烯醚35-50%、羧酸衍生物單體5_10%、催化劑0.0005-0.002%、引發(fā)系例1.5-4.5%、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2-0.8%、結(jié)構(gòu)改性劑1.0-2.5%、堿液4.5-8.5%組成；在20_35°C下，將去離子水與聚氧乙烯醚置于反應(yīng)釜中溶解，待完全溶解后，依次加入羧酸衍生物單體、催化劑、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、結(jié)構(gòu)改性劑，攪拌28-32分鐘后，在室溫下靜置4-6小時，在攪拌狀態(tài)下加堿液，調(diào)PH值為6.0-7.5，即得產(chǎn)品； 其中所用聚氧乙烯醚為烯丙基聚氧乙烯醚或甲基烯丙基聚氧乙烯醚，其分子量為500 2500 ； 其中所用羧酸衍生物單體為丙烯酸或甲基丙烯酸或丙烯酸羥丙酯； 其中所用催化劑為硫酸銅或硫酸鐵銨或硫酸鈷或硫酸鎳或硫酸亞鐵； 其中所用引發(fā)系例由還原劑和氧化劑組成，還原劑是亞硫酸氫鈉或L-抗壞血酸，氧化劑為過硫酸銨或雙氧水，添加時還原劑與氧化劑重量比為1:1-1:5 ; 其中所用鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸或巰基丙酸或異丙醇或次亞磷酸鈉； 其中所用結(jié)構(gòu)改性劑 為環(huán)氧氯丙烷或環(huán)氧氯丁烷； 其中所用堿液為30%氫氧化鈉或30%氫氧化鉀。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種聚羧酸系減水劑的制備方法,以重量百分比配制的原料，由去離子水30-55%、聚氧乙烯醚35-50%、羧酸衍生物單體5-10%、催化劑0.0005-0.002%、引發(fā)系例1.5-4.5%、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2-0.8%、結(jié)構(gòu)改性劑1.0-2.5%、堿液4.5-8.5%組成；在20-35℃下，將去離子水與聚氧乙烯醚置于反應(yīng)釜中溶解，待完全溶解后，依次加入羧酸衍生物單體、催化劑、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、結(jié)構(gòu)改性劑，攪拌28-32分鐘后，在室溫下靜置4-6小時，在攪拌狀態(tài)下加堿液，調(diào)pH值為6.0-7.5，即得產(chǎn)品。
文檔編號C08F4/40GK103159899SQ201210559558
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者魏超, 曾凡付, 王剛, 潘洪濤, 唐倩倩, 侯榮 申請人:新疆德藍股份有限公司