一種保坍型聚羧酸系減水劑的合成工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及混凝±外加劑合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地是設(shè)及一種保巧型聚簇酸系減 水劑的合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，聚簇酸系高性能減水劑具有滲量低，分散性好，減水率高，巧落度保持 性強(qiáng)，收縮率低，生產(chǎn)過程無廢"產(chǎn)生，綠色環(huán)保等優(yōu)點，倍受人們的廣泛關(guān)注。近年來， 聚簇酸系高性能減水劑在國家的重大重點工程中得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用。目前 發(fā)展迅猛，市場需求量巨增，具有很大的發(fā)展空間，聚簇酸系高性能減水劑已成為21世紀(jì) 研究和發(fā)展的必然趨勢。然而，由于我國地域迂闊，季節(jié)溫度變化明顯，混凝±原材料質(zhì)量 差異大，混凝±原材料資源日益匿乏造成混凝±用的水泥、砂、石及滲合料日益復(fù)雜等多方 面的原因，使新拌混凝±巧落度損失過快，嚴(yán)重影響工程的正常施工。針對W上問題，人們 曾經(jīng)在減水劑中加入緩凝劑葡萄糖酸鋼、薦糖、酒石酸、巧樣酸、棚酸、=聚憐酸鋼等來改善 減水劑的保巧能力。但是，緩凝劑的加入從根本上沒有解決其保巧能力弱的缺點，如滲量過 大反而會使混凝±的凝結(jié)時間延長，影響工程的施工進(jìn)度。
[0003] 要想解決運(yùn)些問題，需要開發(fā)一種適應(yīng)性更強(qiáng)的減水劑，尤其是開發(fā)出一種保巧 型聚簇酸系減水劑。運(yùn)種減水劑既可單獨使用也可與現(xiàn)有聚簇酸減水劑復(fù)配使用，用于解 決現(xiàn)有聚簇酸減水劑不能解決W上之難題。
[0004] 我們對合成工藝進(jìn)行了摸索，開創(chuàng)性地采用將減水組分與保巧組分的單體進(jìn)行一 鍋分段接力滴加合成的工藝。同時在原材料選用方面，我們引入了具有特殊功能的單體。最 終采用低溫節(jié)能技術(shù)合成出了一種兼顧減水與保巧的減水劑，其對用水量的敏感度低，經(jīng) 濟(jì)實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適應(yīng)性更廣，巧落度保持 能力更強(qiáng)的保巧型聚簇酸系減水劑的合成工藝。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明進(jìn)行了廣泛調(diào)研和實驗，采用一鍋分段接力滴加的合成 工藝，即將具有減水功能的單體先進(jìn)行滴加反應(yīng)，之后再滴加具有保巧功能的單體進(jìn)行聚 厶1=1 〇
[0007] 第一段反應(yīng)的產(chǎn)物主要為高減水組分，第二段反應(yīng)的產(chǎn)物主要為保巧組分，整個 反應(yīng)完成后最終產(chǎn)物為保巧型聚簇酸系減水劑。
[0008] 合成工藝：將一定量分子量為3900異戊締醇聚氧乙締酸大單體和去離子水加入 到2000mL四口燒瓶中，升溫至30°C攬拌使之溶解。大單體溶解后加入一定量的雙氧水?dāng)埌?均勻，于30°C用蠕動累分別滴加A液（由丙締酸與P-簇乙基丙締酸醋組成的水溶液），B 液（為3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼的水溶液）及C液（由維生素C與3-琉基丙酸組成 的水溶液）。B液滴完之后，補(bǔ)加一定量的雙氧水，立即滴加D液（由分子量1200異戊締醇 聚氧乙締酸大單體與一縮二乙二醇單丙締酸醋組成的水溶液），A液（為P-簇乙基丙締酸 醋的水溶液）和C液（由維生素C與3-琉基丙酸組成的水溶液）繼續(xù)滴加。因為反應(yīng)為 放熱反應(yīng)，滴加過程有升溫現(xiàn)象，溫度不加控制。待全部滴加結(jié)束后，在此溫度下繼續(xù)保溫 反應(yīng)一定時間。降溫至30°C加入有機(jī)堿二異丙醇胺調(diào)整抑至5. 5,補(bǔ)充去離子水使產(chǎn)品的 含固量為40%。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)進(jìn)步在于：
[0010] 1、本發(fā)明在合成減水劑分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，第一段反應(yīng)應(yīng)用了大分子量（M= 3900)異戊締醇聚氧乙締酸、3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼及P-簇乙基丙締酸醋高減水 功能的特殊單體，第二段反應(yīng)應(yīng)用了小分子量（M=1200)異戊締醇聚氧乙締酸、一縮二乙 二醇單丙締酸醋和P-簇乙基丙締酸醋高保巧功能的特殊單體。
[0011] 2、本發(fā)明工藝是于水相中采用氧化-還原引發(fā)體系分子量調(diào)節(jié)劑作用下，將具有 減水功能與具有保巧功能的單體，一鍋分段接力滴加的合成方式進(jìn)行產(chǎn)品合成。在合成過 程中二組分合理結(jié)合、密切配合、協(xié)同作用，使減水劑的分子結(jié)構(gòu)得W優(yōu)化，性能得W提高。 運(yùn)種工藝合成出的產(chǎn)品具有雙重功效即減水性和保巧性，為一種保巧型聚簇酸系減水劑。
[0012] 3、本發(fā)明合成工藝能充分利用反應(yīng)產(chǎn)生的熱能即第一段反應(yīng)產(chǎn)生的熱作為第二 段反應(yīng)的熱源，最大限度降低了生產(chǎn)能耗和成本。
[0013] 4、本發(fā)明合成出的產(chǎn)品不僅減水率高、保巧穩(wěn)定性好，而且降低了對用水量的敏 感性，混凝±的和易性明顯得W改善。
[0014] 5、本發(fā)明產(chǎn)品用于新拌混凝±從拌合、運(yùn)輸、累送、誘筑到振搗等全過程，巧落度 損失小，具有優(yōu)良的工作性，能滿足各種條件下施工要求。
[0015] 本發(fā)明由于選用一些具有特殊功能的單體，合成出的產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)中含有簇基 (-C00H)、橫酸基（-SO3H)、徑基（-0H)、控氧幾基（-C00R)、聚氧乙締酸基團(tuán)（-邸2邸2〇-)11等 多種功能性基團(tuán)。各基團(tuán)對混凝上分別起到不同的作用，如簇基不僅有高分散性、減水性， 還有良好的緩釋作用；橫酸基有高分散性、減水性和一定抗泥作用；徑基起到浸潤作用和 緩凝作用；控氧幾基起到很好的調(diào)節(jié)各組分在分子結(jié)構(gòu)中的間距，還出色的起到緩釋遲放 作用即保巧性；聚氧乙締酸除了具有很好的分散性、保水性，還有保持流動性穩(wěn)定的作用。 因此，在合成減水劑分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)考慮到共聚單體種類、功能、特性及各嵌段鏈節(jié) 的組分比例，W賦予減水劑新的功能和優(yōu)異的性能。
[0016] 本發(fā)明合成的減水劑產(chǎn)品，經(jīng)混凝±試驗證明，不僅具有減水性、保巧性，而且使 混凝±的和易性得到顯著改善，大大降低了減水劑對用水量的敏感性，是一種保巧型聚簇 酸系減水劑。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明提供了一種保巧型聚簇酸系減水劑的合成工藝。
[001引技術(shù)方案如下：
[0019] 所用主要原材料:異戊締醇聚氧乙締酸(CH2=C||：*咕把柏(：9：2〇佑電|：：^12〇表片,) (女吁量=3900和女吁量=1200,在后面稱之為大單體），丙締酸姑2= C肥00H)，P -簇乙基丙締 酸醋或3-締丙酷氧基丙酸（邸2= CHC00CH 2CH2COOH)，3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼（邸2 =C肥&0邸2邸(0巧CH2SO3化），一縮二乙二醇單丙締酸醋（邸2=C肥OOCH2邸2〇邸2邸2〇巧，雙 氧水，維生素C，3-琉基丙酸，二異丙醇胺。
[0020] 其中具有減水功能的單體是：異戊締醇聚氧乙締酸、丙締酸、P-簇乙基丙締酸 醋、3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼。具有保巧功能的單體是：異戊締醇聚氧乙締酸、P-簇 乙基丙締酸醋、一縮二乙二醇單丙締酸醋。
[0021] 另外，雙氧水為聚合反應(yīng)的引發(fā)劑、維生素C為聚合反應(yīng)的還原劑，二者組成氧 化-還原體系。3-琉基丙酸為聚合反應(yīng)的分子量調(diào)節(jié)劑，二異丙醇胺為聚合反應(yīng)結(jié)束后的 中和劑。
[0022] 合成工藝分兩段反應(yīng)完成，各段反應(yīng)條件及原料配比分別如下：
[0023] 第一段反應(yīng)：在2000血四口燒瓶中加入250克去離子水，預(yù)熱至30°C加入430克 分子量3900異戊締醇聚氧乙締酸大單體攬拌溶解。大單體溶解后加入單體總質(zhì)量1~2% 雙氧水?dāng)埌杈鶆?，?0°C用蠕動累分別滴加Ai液（由大單體質(zhì)量4~6%丙締酸與大單體 質(zhì)量4~6%P-簇乙基丙締酸醋組成，固含60%的水溶液）滴加時間2.化，B液（為大單 體質(zhì)量2~3% 3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼，固含10%的水溶液）滴加時間2.化及。 液（由單體總質(zhì)量0. 25%維生素C和單體總質(zhì)量0. 5% 3-琉基丙酸組成，固含2. 5%的水 溶液）滴加時間2.化。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，滴加過程有升溫現(xiàn)象，溫度不加控制，溫升大約至 50°C。此段反應(yīng)的產(chǎn)物為減水組分。
[0024]第二段反應(yīng)：第一段反應(yīng)完成后接著進(jìn)行第二段反應(yīng)，Ai液、B液和C1液滴完后， 加入第二段反應(yīng)單體（第二段反應(yīng)單體包含有：分子量1200異戊締醇聚氧乙締酸大單體， 一縮二乙二醇單丙締酸醋和P-簇乙基丙締酸醋）總質(zhì)量1. 5%雙氧水?dāng)埌杈鶆?，立即滴?D液（由分子量3900異戊締醇聚氧乙締酸大單體質(zhì)量55%分子量1200異戊締醇聚氧乙締 酸大單體與分子量1200異戊締醇聚氧乙締酸大單體質(zhì)量15%~17%-縮二乙二醇單丙締 酸醋組成，固含60%的水溶液）滴加時間化，Az液（為分子量1200異戊締醇聚氧乙締酸大 單體質(zhì)量4~6%P-簇乙基丙締酸醋，固含10%的水溶液）滴加時間3h，C2液（由第二 段反應(yīng)單體總質(zhì)量0. 28%維生素C和第二段反應(yīng)單體總質(zhì)量0.6% 3-琉基丙酸組成，固含 2. 5%的水溶液）滴加時間3.化。此段反應(yīng)也為放熱反應(yīng)，滴加過程同樣有升溫現(xiàn)象，溫度 不加控制，溫升大約至68°C。此段反應(yīng)的產(chǎn)物為保巧組分。
[00巧]全部滴加完之后，在此溫度下保溫反應(yīng)1.化。降溫至30°C加入有機(jī)堿二異丙醇胺 調(diào)整抑至5. 5,補(bǔ)充去離子水使產(chǎn)品的含固量為40%。
[0026] 最終得本發(fā)明產(chǎn)物保巧型聚簇酸系減水劑。
[0027] 為了理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的合成工藝進(jìn)行詳細(xì)描述。
【具體實施方式】
[0028]
[0029] 實施例1
[0030] 在2000血四口燒瓶中加入250克去離子水，預(yù)熱至30°C加入分子量3900異戊締 醇聚氧乙締酸大單體430克攬拌溶解。大單體溶解后加入4. 77克雙氧水?dāng)埌杈鶆?，?0°C 用蠕動累分別滴加Ai液（由17. 2克丙締酸與21. 5克P-簇乙基丙締酸醋和25. 8克去離 子水組成的水溶液）滴加時間2.化，B液（8. 6克3-締丙氧基-2-徑基丙橫酸鋼和77. 4克 去離子水組成的水溶液）滴加時間2.化及Cl液（由1. 19克維生素C和2. 39克3-琉基 丙酸，139. 62克去離子水組成的水溶液）滴加時間2.化。
[0031] Ai液、B液和C1液滴完后，加入4. 26克雙氧水?dāng)埌杈鶆?，立即滴加D液（由分子量 1200異戊締醇聚氧乙締酸大單體236. 5克與37. 84克一縮二乙二醇單丙締酸醋和182. 89 克去離子水組成的水溶液）滴加時間化，A2液化46克P-簇乙基丙締酸醋和85. 14克去 離子水組成的水溶液）滴加時間化，C2液（由0. 8克維生素C與1. 7克3-琉基丙酸和97. 5 克去離子水組成的水溶液）滴加時間3.化。
[0032] 全部滴完之后在此溫度下保溫反應(yīng)1.化。降溫至30°C加入有機(jī)堿二異丙醇胺調(diào) 整抑至5. 5,補(bǔ)充去離子水使產(chǎn)