一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土外加劑技術領域，特別涉及一種醚類聚羧酸減水劑的合成方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著混凝土技術的發(fā)展，高性能減水劑已成為混凝土使用過程中不可或缺的組分 之一。進入二十一世紀以來，聚羧酸系高性能減水劑以其摻量低、減水率高、保坍性好、與水 泥相容性好、分子設計性強、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，逐漸在客專、核電、水利等重大工程得到人們 的青睞，成為近些年減水劑技術的發(fā)展熱點和方向。
[0003] 目前我國聚羧酸市場應用成熟的有酯型和醚型聚羧酸兩大類。酯型聚羧酸產(chǎn)品需 合成酯類大單體中間體，工藝條件復雜，合成溫度高，總體生產(chǎn)時間較長，成本相應較高，并 且在合成酯型大單體過程中如果使用甲苯帶水劑可能存在環(huán)境污染。醚型聚羧酸是由聚醚 大單體與活性單體在引發(fā)體系作用下水溶液中一步法制得的，無需合成中間體，生產(chǎn)工藝 簡單，梳型大分子結構容易控制，性能穩(wěn)定，是近幾年聚羧酸減水劑研發(fā)熱點。醚型聚羧酸 減水劑的性能與不飽和聚醚單體種類，引發(fā)體系和活性單體的選擇與配比，反應條件等有 密切關系?，F(xiàn)有醚型聚羧酸大多是采用丙烯酸、過硫酸銨、巰基乙酸等為原料，在58°C~63 °C左右合成的醚。本工作在大量試驗的基礎上，通過選擇合適的引發(fā)體系，進一步降低反應 溫度，優(yōu)化反應配比，得到一種在較低溫度下制備醚型聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，該合成方法能在較低溫度下制 備醚型聚羧酸減水劑，且制得的醚型聚羧酸減水劑性能優(yōu)良。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0006] -種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0007] (1)將改性聚醚加入到燒瓶中，加熱至30~50°C，攪拌，滴入鏈轉移劑，再分別滴加 小單體3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在30~50°C恒溫下反應1~2小時；
[0008] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到淡青色 粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0009] 其中，優(yōu)選地，所述改性聚醚為甲基烯丙基聚氧乙烯醚。
[0010] 其中，優(yōu)選地，所述小單體為丙烯酸，所述丙烯酸的滴加量為改性聚醚質(zhì)量的10% ~25%〇
[0011] 其中，優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和硫代硫酸鈉的混合物，所述硫酸銨的滴加 量為改性聚醚質(zhì)量0.15%，所述硫代硫酸鈉的滴加量為改性聚醚質(zhì)量的0.1 %。
[0012] 其中，優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨與30 %雙氧水的混合物，所述過硫酸銨加入 量為改性聚醚質(zhì)量0~0.5%，所述30%雙氧水的加入量為改性聚醚質(zhì)量的0~0.5%。
[0013] 其中，優(yōu)選地，所述過硫酸銨與30 %雙氧水的混合物的總量為改性聚醚質(zhì)量的0~ 0·5%〇
[0014] 其中，優(yōu)選地，所述，所述過硫酸銨加入量為改性聚醚質(zhì)量的0.3 %，所述30%雙氧 水的加入量為改性聚醚質(zhì)量的0.2%。
[0015] 其中，優(yōu)選地，所述步驟(1)中的反應溫度為40°C。
[0016] 其中，引發(fā)體系可以降低分解活化能，使聚合反應在較低溫度下進行，有利于節(jié)約 能源，改善聚合物性能。選擇引發(fā)劑要考慮溶解性，適當?shù)姆纸饣罨?，還要考慮復合穩(wěn)定 性，是否易于儲存，是否安全、環(huán)保等因素。以過硫酸銨(APS)為主，分別添加Na2S203和H202 構成復合引發(fā)體系，目的在于通過復合引發(fā)體系降低合成溫度，合成具有減水和分散保持 性能倶佳的減水劑。
[0017] 雙氧水是強氧化劑，能溶于水、醇及醚類，做為催化劑加入到過硫酸銨引發(fā)體系 中，加快過硫酸銨過氧鍵的斷裂，使引發(fā)反應在較低的溫度下仍能快速進行。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 1.本發(fā)明進一步降低反應溫度，合成溫度為40°C左右，優(yōu)化反應配比，得到一種在 較低溫度下制備醚型聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝。
[0020] 2.本發(fā)明合成的減水劑分散性能和分散保持性能較好，試驗條件下砂漿減水率達 到26.2%。
[0021] 3.本發(fā)明的合成方法所得產(chǎn)品性能優(yōu)異，減水率高，保坍性良好，飽和摻量低，且 生產(chǎn)工藝簡單，能耗低，無三廢排放，較之傳統(tǒng)工藝更環(huán)保節(jié)能，生產(chǎn)效率高，可用于工業(yè)化 生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0022] 下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技 術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0023] -種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0024] (1)將改性聚醚加入到燒瓶中，加熱至30~50°C，攪拌，滴入鏈轉移劑，再分別滴加 小單體3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在30~50°C恒溫下反應1~2小時；
[0025] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到淡青色 粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0026] 實施例1
[0027] 本實施例提供一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0028] (1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到燒瓶中，加熱至40°C，攪拌，滴入疏基乙酸，再 分別滴加丙烯酸3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在40°C恒溫下反應1~2小時;其中，疏 基乙酸的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量的0.8%，丙烯酸的滴加量為甲基烯丙基聚 氧乙烯醚質(zhì)量的15%，引發(fā)劑為過硫酸銨和硫代硫酸鈉的混合物，所述硫酸銨的滴加量為 甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量0.15%，所述硫代硫酸鈉的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì) 量的0.1%。
[0029] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用32%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到 淡青色粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0030]按上述合成工藝做好小試后，完全放至恒溫，測凈漿流動度、pH值、密度、固含量 等。
[0033] 注:春江P. 042.5水泥，購自于河南春江集團 [0034] 實施例2
[0035]本實施例提供一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0036] (1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到燒瓶中，加熱至50°C，攪拌，滴入疏基乙酸，再 分別滴加丙烯酸3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在50°C恒溫下反應1~2小時;其中，疏 基乙酸的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量的0.8%，丙烯酸的滴加量為甲基烯丙基聚 氧乙烯醚質(zhì)量的20%，引發(fā)劑為過硫酸銨和硫代硫酸鈉的混合物，所述硫酸銨的滴加量為 甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量0.15%，所述硫代硫酸鈉的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì) 量的0.1%。
[0037] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用32%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到 淡青色粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0038] 按上述合成工藝做好小試后，完全放至恒溫，測凈漿流動度、pH值、密度、固含量 等。
[0039]
[0040] 注:春江P. 042.5水泥，購自于河南春江集團 [0041 ] 實施例3
[0042] 本實施例提供一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0043] (1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到燒瓶中，加熱至30°C，攪拌，滴入疏基乙酸，再 分別滴加丙烯酸3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在30°C恒溫下反應1~2小時;其中，疏 基乙酸的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量的1.2%，丙烯酸的滴加量為甲基烯丙基聚 氧乙烯醚質(zhì)量的25%，引發(fā)劑為過硫酸銨和30%雙氧水的混合物，所述硫酸銨的滴加量為 甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量0.3%，所述30%雙氧水的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì) 量的0.2%。
[0044] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用32%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到 淡青色粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0045] 按上述合成工藝做好小試后，完全放至恒溫，測凈漿流動度、pH值、密度、固含量 等。
[0046]
[0047] 注:春江P. 042.5水泥，購自于河南春江集團
[0048] 實施例4
[0049] 本實施例提供一種醚類聚羧酸減水劑的合成方法，包括以下步驟：
[0050] (1)將甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到燒瓶中，加熱至40°C，攪拌，滴入疏基乙酸，再 分別滴加丙烯酸3小時，引發(fā)劑3.5小時，滴加完畢后在40°C恒溫下反應1~2小時;其中，疏 基乙酸的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量的0.9%，丙烯酸的滴加量為甲基烯丙基聚 氧乙烯醚質(zhì)量的20%，引發(fā)劑為過硫酸銨和30%雙氧水的混合物，所述硫酸銨的滴加量為 甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì)量0.3%，所述30%雙氧水的滴加量為甲基烯丙基聚氧乙烯醚質(zhì) 量的0.2%。
[0051] (2)反應結束后，待反應產(chǎn)物冷卻，用32%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到 淡青色粘稠狀高分子共聚物，即為聚羧酸高性能減水劑。
[0052]按上述合成工藝做好小試后，完全放至恒溫，測凈漿流動度、pH值、密度、固含量 等。
[0053]
[0054] 注:春江P. 042.5水泥，購自于河南春江集團