本發(fā)明屬于減水劑領(lǐng)域，涉及一種聚羧酸減水劑，具體涉及一種高性能聚羧酸減水劑及其合成方法。

背景技術(shù)：

聚羧酸減水劑是一種具有梳型結(jié)構(gòu)的水溶性聚合物，由于其分子結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性和優(yōu)越的應(yīng)用性使其在混凝土建筑行業(yè)備受關(guān)注，是當(dāng)前高分子應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。通過(guò)改變聚羧酸減水劑合成工藝的單體種類(lèi)、配比、引發(fā)體系、聚合溫度，在聚合物分子中引入多種、不同比例的功能基團(tuán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)其在混凝土應(yīng)用中減水性、保坍性、適應(yīng)性、和易性等性能的調(diào)整。從聚羧酸減水劑的發(fā)展至今，主要分為兩種酯型和醚型，由于醚型工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低、產(chǎn)品減水率高，但是其保坍型和適應(yīng)性有待提高。

專(zhuān)利cn101792282a公開(kāi)了一種聚羧酸減水劑的制備方法，制備的聚羧酸減水劑具有較高的減水劑率，但是需要在高溫條件下聚合，工藝能耗高，條件不易控制，合成過(guò)程中綜合成本高。專(zhuān)利cn104530325a公布了一種適應(yīng)性好、保坍性好的醚類(lèi)聚羧酸減水劑的制備方法，但是該減水劑摻量高，綜合成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的聚羧酸減水劑減水率、保坍性、適應(yīng)性、以及合和工藝能耗、操作簡(jiǎn)易性等方面的問(wèn)題與不足，提出了一種綠色環(huán)保、減水率高、保坍性好、適應(yīng)性強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單的的聚羧酸減水劑及其合成方法。

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法，該合成方法具體包括以下步驟：

(1)在反應(yīng)器中加入75～90重量份的聚醚大單體a1、1～4重量份雙氧水、90～100重量份水，溫度10～50℃條件下，攪拌混合均勻；

(2)配制a液：將5～15重量份不飽和羧酸或酸酐單體a2、0～5重量份不飽和磺酸單體a3、以及20～30重量份水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；

(3)配制b液：將0.1～1.0重量份還原劑、0.2～1重量份分子量調(diào)節(jié)劑、以及20～30重量份水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的反應(yīng)器中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加2～3h，b液滴加3～4h，滴加完成后，保溫1～3h，加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至6～7，得到高性能聚羧酸減水劑。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(1)所述的聚醚大單體a1為丙烯醇聚氧乙烯醚、異戊烯醇聚氧乙烯醚和甲基烯基聚氧乙烯醚中的至少一種。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(2)所述的不飽和羧酸或酸酐單體a2為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、馬來(lái)酸和馬來(lái)酸酐中的至少一種。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(2)所述的不飽和磺酸單體a3為對(duì)苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯磺酸鈉和甲基丙烯磺酸鈉中的至少一種。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(3)所述的分子量調(diào)節(jié)劑為巰基乙酸、巰基丙酸、巰基丁酸、巰基丙酸甲酯和巰基丙酸乙酯中的至少一種。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(3)所述的還原劑為維生素c或者吊白塊。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(1)所述雙氧水中h2o2的含量為25.0～30.0wt％。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(4)所述氫氧化鈉水溶液中naoh的含量為23～26wt％。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供由上述合成方法制備得到的綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法采用低溫聚合，在聚合過(guò)程中利用聚合放熱自然升溫，無(wú)需加熱與降溫，節(jié)約大量熱能，加料過(guò)程自動(dòng)控制，節(jié)約大量勞動(dòng)力。本發(fā)明產(chǎn)品聚羧酸減水劑具有高減水、保坍性好、適應(yīng)性強(qiáng)、和易性好的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法，該合成方法具體包括以下步驟：

(1)在反應(yīng)器中加入75～90重量份的聚醚大單體a1、1～4重量份雙氧水、90～100重量份水，溫度10～50℃條件下，攪拌混合均勻；所述的聚醚大單體a1為丙烯醇聚氧乙烯醚、異戊烯醇聚氧乙烯醚和甲基烯基聚氧乙烯醚中的至少一種；

(2)配制a液：將5～15重量份不飽和羧酸或酸酐單體a2、0～5重量份不飽和磺酸單體a3、以及20～30重量份水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；所述的不飽和羧酸或酸酐單體a2為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、馬來(lái)酸和馬來(lái)酸酐中的至少一種；所述的不飽和磺酸單體a3為對(duì)苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯磺酸鈉和甲基丙烯磺酸鈉中的至少一種；

(3)配制b液：將0.1～1.0重量份還原劑、0.2～1重量份分子量調(diào)節(jié)劑、以及20～30重量份水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的反應(yīng)器中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加2～3h，b液滴加3～4h，滴加完成后，保溫1～3h，加入氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至6～7，得到高性能聚羧酸減水劑。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(3)所述的分子量調(diào)節(jié)劑為巰基乙酸、巰基丙酸、巰基丁酸、巰基丙酸甲酯和巰基丙酸乙酯中的至少一種。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(3)所述的還原劑為維生素c或者吊白塊。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(1)所述的反應(yīng)器為配置有電動(dòng)攪拌裝置和蠕動(dòng)泵的四口燒瓶。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(1)所述雙氧水中h2o2的含量為25.0～30.0wt％。

其中，上述綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法中，步驟(4)所述氫氧化鈉水溶液中naoh的含量為23～26wt％。

進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了由上述合成方法制備得到的綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑。

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋和說(shuō)明，但并不因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：

(1)在配置有電動(dòng)攪拌裝置和蠕動(dòng)泵的500ml四口燒瓶中加入90g水、85g聚醚大單體a1-異戊烯醇聚氧乙烯醚(分子質(zhì)量為2400)、4g27.5wt％的雙氧水，30℃溫度下攪拌10min；

(2)配制a液：將13g不飽和羧酸或酸酐單體a2(10g丙烯酸、3g丙烯酸羥乙酯)、2g不飽和磺酸單體a3-對(duì)苯乙烯磺酸鈉、以及30g水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；

(3)配制b液：將1g還原劑-vc、0.5g分子量調(diào)節(jié)劑-2-巰基丙酸、以及20g水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的四口燒瓶中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加2h，b液滴加3h，滴加完成后，保溫1h，加入25wt％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至6，得到含固量約40％聚羧酸高性能混凝土減水劑pc1。

實(shí)施例2

(1)在配置有電動(dòng)攪拌裝置和蠕動(dòng)泵的500ml四口燒瓶中加入90g水、84g聚醚大單體a1-丙烯醇聚氧乙烯醚(分子質(zhì)量為2400)、3g27.5wt％的雙氧水，20℃溫度下攪拌10min；

(2)配制a液：將13g不飽和羧酸或酸酐單體a2-丙烯酸、3g不飽和磺酸單體a3-對(duì)苯乙烯磺酸鈉、以及30g水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；

(3)配制b液：將0.8g還原劑-vc、0.4g分子量調(diào)節(jié)劑-2-巰基丙酸、以及20g水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的四口燒瓶中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加3h，b液滴加3.5h，滴加完成后，保溫2h，加入25wt％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至6，得到含固量約40％聚羧酸高性能混凝土減水劑pc2。

實(shí)施例3

綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：

(1)在配置有電動(dòng)攪拌裝置和蠕動(dòng)泵的500ml四口燒瓶中加入90g水、85g聚醚大單體a1-異戊烯醇聚氧乙烯醚(分子質(zhì)量為2400)、4g27.5wt％的雙氧水，15℃溫度下攪拌10min；

(2)配制a液：將14g不飽和羧酸或酸酐單體a2(10g丙烯酸、2g丙烯酸羥乙酯、2g馬來(lái)酸酐)、1g不飽和磺酸單體a3-甲基丙烯磺酸鈉、以及30g水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；

(3)配制b液：將1g還原劑-吊白塊、0.2g分子量調(diào)節(jié)劑-巰基丙酸甲酯、以及20g水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的四口燒瓶中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加2h，b液滴加3h，滴加完成后，保溫2h，加入25wt％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至7，得到含固量約40％聚羧酸高性能混凝土減水劑pc3。

實(shí)施例4

綠色環(huán)保高性能聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：

(1)在配置有電動(dòng)攪拌裝置和蠕動(dòng)泵的500ml四口燒瓶中加入90g水、86g聚醚大單體a1-異戊烯醇聚氧乙烯醚(分子質(zhì)量為2400)、4g27.5wt％的雙氧水，20℃溫度下攪拌10min；

(2)配制a液：將16g不飽和羧酸或酸酐單體a2(12g丙烯酸、4g丙烯酸羥乙酯)、以及30g水，加到單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為a液；

(3)配制b液：將1g還原劑-吊白塊、0.4g分子量調(diào)節(jié)劑-巰基丙酸甲酯、以及20g水，加入單口燒瓶中，混合均勻，標(biāo)記為b液；

(4)在攪拌條件下，向步驟(1)的四口燒瓶中同時(shí)均勻地滴加a液和b液，a液滴加2h，b液滴加3h，滴加完成后，保溫1h，加入25wt％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)ph至7，得到含固量約40％聚羧酸高性能混凝土減水劑pc4。

采用本領(lǐng)域常規(guī)測(cè)試方法，對(duì)實(shí)施例1～4制備得到的聚羧酸減水劑pc1～pc4進(jìn)行性能測(cè)試(水泥凈漿流動(dòng)度和混凝土坍落度損失)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1和表2。從表1和表2中可見(jiàn)，本發(fā)明聚羧酸減水劑具有高減水、保坍性好、適應(yīng)性強(qiáng)、和易性好的特點(diǎn)。

表1聚羧酸減水劑pc1-pc4對(duì)不同水泥凈漿流動(dòng)度的測(cè)定結(jié)果

表2聚羧酸減水劑對(duì)混凝土坍落度損失的測(cè)定結(jié)果

以上所述為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和本專(zhuān)利的實(shí)用性。