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以對苯乙烯磺酸鹽為單體制備混凝土減水劑的方法與流程

文檔序號:11932016閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種以對苯乙烯磺酸鹽為單體制備混凝土減水劑的方法,其特征在于,通過先主鏈聚合再改性苯磺酰鹵再陽離子長鏈聚合而后磺?;磻?yīng)的方法合成混凝土減水劑材料的條件和步驟如下:

(1)主鏈聚合:向反應(yīng)器中依次加入(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物、對苯乙烯磺酸鹽、水、分子量調(diào)節(jié)劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-30%的引發(fā)劑過硫酸鹽水溶液,并且每次加料間隔攪拌時間5-20分鐘,升溫至55-90℃下進行聚合反應(yīng),反應(yīng)1.5-8小時,即得聚羧酸-苯乙烯磺酸鹽水溶液;

(2)改性苯磺酰鹵:將步驟(1)所得產(chǎn)物聚羧酸-苯乙烯磺酸鹽水溶液抽真空除去體系內(nèi)水分,加入有機溶劑,攪拌5-20分鐘,在冰水浴條件下0.5-1小時內(nèi)將亞硫酰鹵滴加入反應(yīng)器,控制溫度在2-8℃下恒溫反應(yīng)10-20小時后,加入甲醇反復(fù)洗滌沉淀3-5次,將沉淀物在40-80℃下真空干燥至恒重,即得聚羧酸-苯乙烯磺酰鹵;

(3)陽離子長鏈聚合:將單體不飽和陽離子季銨鹽和還原劑低級脂肪醇加入另一反應(yīng)器中,再加入水配制成質(zhì)量濃度為2-10%的水溶液,反應(yīng)器充氮氣反復(fù)3-5次除氧10-30分鐘后密封,加入氧化劑高價鈰鹽,攪拌10-30分鐘待其混合均勻,繼續(xù)升溫至10-60℃下進行聚合反應(yīng),反應(yīng)6-16小時,即得端羥基陽離子長鏈水溶液;

(4)磺?;磻?yīng):將步驟(3)所得產(chǎn)物端羥基陽離子長鏈水溶液抽真空除去體系內(nèi)水分,依次加入磺?;軇?、聚乙二醇類化合物、三乙胺、步驟(2)所得產(chǎn)物聚羧酸-苯乙烯磺酰鹵,攪拌20-40分鐘,升溫至30-60℃,回流反應(yīng)6-12小時后,加入乙醚反復(fù)洗滌沉淀3-5次,將沉淀物在40-80℃下真空干燥至恒重,最后加入水稀釋得所需濃度的混凝土減水劑溶液;

其中,步驟(1)中所述的不飽和羧酸為衣康酸、馬來酸(酐)、富馬酸中的一種或幾種,不飽和羧酸能夠加入或者不加入,當(dāng)加入時用量與步驟(1)中加入的(甲基)丙烯酸的摩爾比為0.1-5:1;步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽為對苯乙烯磺酸鈉或?qū)Ρ揭蚁┗撬徕洠昧颗c步驟(1)所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物的摩爾比為0.15-0.4:1;步驟(1)中所述的加入水的質(zhì)量是步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物和步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽總質(zhì)量和的80-200%;步驟(1)中所述的分子量調(diào)節(jié)劑為巰基乙酸、巰基丙酸、甲基丙烯磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉或正十二烷基硫醇,用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物和步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽摩爾數(shù)之和的比為0.01-0.15:1;步驟(1)中所述的引發(fā)劑過硫酸鹽為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉,用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物和步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽摩爾數(shù)之和的比為0.01-0.1:1;

步驟(2)中所述的有機溶劑為二甲基亞砜、1,4-二氧己環(huán)或二甲基甲酰胺,用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物和步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽總質(zhì)量和之比為1-5:1;步驟(2)中所述的亞硫酰鹵為亞硫酰氯或亞硫酰溴,用量與步驟(1)所述的對苯乙烯磺酸鹽的摩爾比為1-1.5:1;步驟(2)中所述的甲醇用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物、步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽和步驟(2)中所述的亞硫酰鹵質(zhì)量和之比為5-10:1;

步驟(3)中所述的不飽和陽離子季銨鹽為三甲基烯丙基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、四烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化銨、丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化銨中的一種或幾種,用量與步驟(3)中所述的高價鈰鹽的摩爾比為10-1000:1;步驟(3)中所述的低級脂肪醇為正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2,2-二甲基-1-丙醇或環(huán)己醇;步驟(3)中所述的高價鈰鹽為硝酸鈰銨或硫酸鈰銨,用量與步驟(3)中所述的低級脂肪醇的摩爾比為0.03-1:1;

步驟(4)中所述的磺酰化溶劑為四氯化碳、二氯甲烷或四氫呋喃,用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物、步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽、步驟(3)中所述的不飽和陽離子季銨鹽和步驟(4)中所述的聚乙二醇類化合物質(zhì)量和之比為1-2.5:1;步驟(4)中所述的聚乙二醇類化合物為聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇;步驟(4)中所述的三乙胺用量與步驟(1)所述的對苯乙烯磺酸鹽的摩爾比為1-1.5:1;步驟(4)中所述的乙醚用量與步驟(1)中所述的(甲基)丙烯酸或其與不飽和羧酸的混合物、步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽、步驟(3)中所述的不飽和陽離子季銨鹽和步驟(4)中所述的聚乙二醇類化合物質(zhì)量和之比為3-5:1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以對苯乙烯磺酸鹽為單體制備混凝土減水劑的方法,其特征在于步驟(3)中所述的低級脂肪醇與步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽的摩爾比為0.2-0.5:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以對苯乙烯磺酸鹽為單體制備混凝土減水劑的方法,其特征在于步驟(4)中所述的聚乙二醇類化合物與步驟(1)中所述的對苯乙烯磺酸鹽的摩爾比為0.5-0.8:1。

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