一種聚羧酸減水劑的制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及混凝土外加劑領域，尤其是聚羧酸減水劑的制備方法。
【背景技術】
[0003] 隨著社會現代化進程的加快，混凝土的需求量在逐年增加，對混凝土的性能也提 出更_的要求：_流動性、_抗壓、_耐久性等性能正在逐步提_，對于減水劑行業也無形 是一新的發展契機。
[0004] 傳統的萘系減水劑、氨基磺酸系減水劑以及脂肪族減水劑，由于其減水劑性能以 及在生產過程中出現的高耗能、高污染的因素，即將面臨退出減水劑市場，逐步被聚羧酸減 水劑所替代。
[0005] 聚羧酸減水劑合成原料均采用無毒無污染的聚醚物質和酸類物質，合成的產品符 合現代新材料環保要求。
[0006] 聚羧酸減水劑目前從混凝土行業反饋回來的信息是聚羧酸減水劑具有：低摻量、 高減水、相容性較好，除了對聚羧酸減水劑市場價格考慮外，普遍愿接受使用聚羧酸減水 劑;企業降低生產聚羧酸減水劑的成本是推廣普及聚羧酸減水劑的切實辦法。
[0007] 聚羧酸減水劑目前的合成溫度主要分為常溫、高溫；常溫主要選用氧化還原反應 產生自由基引發聚合合成、高溫合成主要是熱分解產生自由基引發聚合合成聚羧酸減水 劑。
[0008] 通常高溫合成溫度在70_90°C，甚至更高的溫度，合成聚羧酸減水劑的母液的濃 度較低，產品的運輸成本增加以及生產設備維護費用的增加，導致減水劑的生產成本的增 加，使產品市場缺乏競爭力。
[0009] 目前的常溫合成主要存在引發劑使用不當的問題，未對具體系列的減水劑使用的 引發劑進行細分，如引發劑的適應性、以及引發劑的久置性作出相關研究導致常溫合成有 些產品質量良莠不齊。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的是提供一種聚羧酸減水劑的制備方法，它可克服合成聚羧酸減水劑 的高耗能、高污染，導致生產成本產品增加的問題。
[0011] 本發明提供的一種聚羧酸減水劑的制備方法，該方法包括如下步驟： 將不飽和聚醚加2-5倍重量的水攪拌溶解，向其中分別加入氧化劑、催化劑和引發劑， 之后繼續攪拌反應1. 0-1. 5小時，調節其PH=6-7,所得透明液體為目標產品； 不飽和聚醚與催化劑的質量比為10: (0. 5-1);不飽和聚醚與氧化劑的質量比為500: (1-2);不飽和聚醚與引發劑的質量比為500: (5-8);其中，氧化劑選自雙氧水、高錳酸鉀、草 酸鉀、鉻酸鉀、過硫酸銨中的一種或至少兩種；催化劑選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、 乳酸、不飽和酸酯中的一種或至少兩種； 引發劑采用下述方法制備： 按重量份數計，將10份的還原劑、0. 1-0. 5份的鏈轉移劑、4-8份的助劑加水溶解，配制 成質量濃度為5-10%的溶液即得； 還原劑選自維生素C、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、吊白塊、次亞磷酸鈉中的一種或至少兩 種； 鏈轉移劑選自巰基乙酸、巰基丙酸、磷酸三鈉中的一種或至少兩種； 助劑選自烯丙基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉、羥基纖維素、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺 酸中的一種或至少兩種。
[0012] 上述中，不飽和聚醚選自甲基烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、異丙烯基聚 氧乙烯醚中的一種或至少兩種。
[0013] 上述中，調節PH采用質量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液。
[0014] 本發明充分利用氧化還原反應型引發劑在常溫下引發合成聚羧酸減水劑，避免在 聚羧酸減水劑合成的過程中需要外加熱源提供等工藝環節，同時也降低設備維護等費用， 實驗零排放，同時工藝流程操作簡便、設備投入較少，合成出的產品性能穩定，解決邊遠地 區聚羧酸減水劑運輸費用增加的等問題，有利于推廣新型環保聚羧酸減水劑普及化使用， 且可實現混凝土攪拌企業現場生產聚羧酸減水劑。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1 a準備引發劑的配置 向容器中加入l〇〇g維生素C，加入水溶解，再向其中加入磷酸三鈉lg、烯丙基磺酸鈉 80g，繼續加入水溶解，將其配置成質量濃度為5%的Y溶液。將其分別放置7天、15天、30 天、50 天，對應標記為 Yl-1、Yl-2、Yl-3、Y1-4。
[0016]b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g烯丙基聚氧乙烯醚，同時加入水2500g，常溫攪拌至全部溶解， 再加入雙氧水lg、丙烯酸50g、Y溶液5g，之后繼續攪拌反應1. 0小時，用質量濃度為30%的 氫氧化鈉溶液調節使其PH=7,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0017] 按照上述所述將Y分別換為Yl-1、Yl-2、Yl-3、Y1-4,合成聚羧酸產品分別記為 PCI-1、PCI-2、PCI-3、PC1-4。
[0018] 實施例2 a準備引發劑的配置 向容器中加入l〇〇g亞硫酸氫鈉，加入水溶解，再向其中加入巰基丙酸5g、甲烯丙基磺 酸鈉40g，繼續加入水溶解，將其配置成質量濃度為7%的Y溶液。將其分別放置7天、15天、 30 天、50 天，對應標記為 Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4。
[0019]b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g甲基烯丙基磺酸鈉，同時加入水1000g，常溫攪拌至全部溶解， 再加入草酸鉀2g、乳酸25g、Y溶液8g，之后繼續攪拌反應1. 5小時， 用質量濃度為40%的氫氧化鈉溶液調節使其PH=6,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0020] 按照上述所述將Y分別換為Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4,合成聚羧酸減水劑產品分別 記為 PC2-l、PC2-2、PC2-3、PC2-4。
[0021] 實施例3 a準備引發劑的配置 向容器中加入l〇〇g吊白塊，加入水溶解，再向其中加入巰基乙酸1.5g、2-丙烯酰胺 基-2甲基丙磺酸60g，繼續加入水溶解，將其配置成質量濃度10%的溶液。將其分別放置7 天、15 天、30 天、50 天，對應標記為 Y3-l、Y3-2、Y3-3、Y3-4。
[0022] b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g烯丙基聚氧乙烯醚，同時加入1500g，常溫攪拌至全部溶解，再 加入雙氧水2g、馬來酸酐40g、Y溶液6g，之后繼續攪拌反應1. 5小時，用質量濃度為35%的 氫氧化鈉溶液調節使其PH=6,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0023] 按照上述所述將Y分別換為Y3-1、Y3-2、Y3-3、Y3-4,合成聚羧酸減水劑產品分別 記為 PC3-l、PC3-2、PC3-3、PC3-4。
[0024] 實施例4 a準備引發劑的配置 向容器中加入50g亞硫酸氫鈉和50g吊白塊，加入水溶解，再向其中巰基乙酸0. 5g和 疏基丙酸〇. 5g，同時加入稀丙基橫酸納40g和甲基稀丙基橫酸納40g，繼續加入水溶解，將 其配置成質量濃度為5%的Y溶液。
[0025] 將其分別放置7天、15天、30天、50天，對應標記為Y4-1、Y4-2、Y4-3、Y4-4。
[0026] b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g烯丙基聚氧乙烯醚，同時加入水2500g，常溫攪拌至全部溶解， 再加入雙氧水lg、乳酸25g、馬來酸酐25g及Y溶液5g，之后繼續攪拌反應1. 0小時，用質量 濃度為30%的氫氧化鈉溶液調節使其PH=7,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0027] 按照上述所述將Y分別換為Y4-1、Y4-2、Y4-3、Y4-4,合成聚羧酸減水劑產品分別 記為 PC4-1、PC4-2、PC4-3、PC4-4。
[0028] 實施例5 a準備引發劑的配置 向容器中加入50g維生素C和50g亞硫酸氫鈉，加入水溶解，再向其中加入巰基乙酸 2. 5g和巰基丙酸2. 5g，同時加入20g甲基烯丙基磺酸鈉和20g的2-丙烯酰胺基-2甲基丙 磺酸，繼續加入水溶解，將其配置成質量濃度7%的Y溶液。
[0029] 將其分別放置7天、15天、30天、50天，對應標記為Y5-1、Y5-2、Y5-3、Y5-4。
[0030]b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g烯丙基聚氧乙烯醚，同時加入水1000g，常溫攪拌至全部溶解， 再加入雙氧水2g、丙烯酸12. 5g、馬來酸酐12. 5g、Y溶液8g，之后繼續攪拌反應1. 5小時， 用質量濃度為40%的氫氧化鈉溶液調節使其PH=6,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0031] 按照上述所述將Y分別換為Y5-1、Y5-2、Y5-3、Y5-4,合成聚羧酸減水劑產品分別 記為 PC5-l、PC5-2、PC5-3、PC5-4。
[0032] 實施例6 a準備引發劑的配置 向容器中加入50g維生素C和50g吊白塊，加入水溶解，再向其中加入巰基乙酸1. 5g， 同時加入30g烯丙基磺酸鈉和30g的羥甲基纖維素，繼續加入水溶解，將其配置成質量濃度 為10%的Y溶液。
[0033] 將其分別放置7天、15天、30天、50天，對應標記為Y6-1、Y6-2、Y6-3、Y6-4。
[0034] b引發劑引發合成聚羧酸減水劑 向反應容器中加入500g烯丙基聚氧乙烯醚，同時加入水1500g，常溫攪拌至全部溶解， 再加入雙氧水2g、甲氧基丙烯酸20g、馬來酸酐20g、Y溶液6g，之后繼續攪拌反應1.5小時， 用質量濃度為35%的氫氧化鈉溶液調節使其PH=6,所得透明液體為目標產品聚羧酸。
[0035] 按照上述所述將Y分別換為Y6-1、Y6-2、Y6-3、Y6-4,合成聚羧酸減水劑產品分別 記為 PC6-l、PC6-2、PC6-3、PC6-4。
[0036] 實驗性能測試按照GB/T8077-2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》執行。
[0037] 實驗具體實施效果見表一： 表一：
【主權項】
1. 一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 將不飽和聚醚加2-5倍重量的水攪拌溶解，向其中分別加入氧化劑、催化劑和引發劑， 之后繼續攪拌反應1. 0-1. 5小時，調節其PH=6-7,所得透明液體為目標產品； 不飽和聚醚與催化劑的質量比為10: (0. 5-1);不飽和聚醚與氧化劑的質量比為500: (1-2);不飽和聚醚與引發劑的質量比為500: (5-8);其中，氧化劑選自雙氧水、高錳酸鉀、草 酸鉀、鉻酸鉀、過硫酸銨中的一種或至少兩種；催化劑選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、 乳酸、不飽和酸酯中的一種或至少兩種； 引發劑采用下述方法制備： 按重量份數計，將10份的還原劑、〇. 1-0. 5份的鏈轉移劑、4-8份的助劑加水溶解，配制 成質量濃度為5-10%的溶液即得； 還原劑選自維生素C、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、吊白塊、次亞磷酸鈉中的一種或至少兩 種； 鏈轉移劑選自巰基乙酸、巰基丙酸、磷酸三鈉中的一種或至少兩種； 助劑選自烯丙基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉、羥基纖維素、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺 酸中的一種或至少兩種。
2. 如權利要求1所述的一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，不飽和聚醚選自 甲基烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、異丙烯基聚氧乙烯醚中的一種或至少兩種。
3.如權利要求1所述的一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，調節PH采用質量 濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液。
【專利摘要】一種聚羧酸減水劑的制備方法，該方法包括如下步驟：將不飽和聚醚加2-5倍重量的水攪拌溶解，向其中分別加入氧化劑、催化劑和引發劑，之后繼續攪拌反應1.0-1.5小時，調節其PH=6-7，所得透明液體為目標產品；不飽和聚醚與催化劑的質量比為10:（0.5-1）；不飽和聚醚與氧化劑的質量比為500:（1-2）；不飽和聚醚與引發劑的質量比為500:(5-8)；其中，氧化劑為雙氧水及高錳酸鉀、草酸鉀、鉻酸鉀、過硫酸銨中的一種或至少兩種的混合；催化劑為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、乳酸、不飽和酸酯中的一種或至少兩種的混合。本發明工藝流程操作簡便、設備投入較少，合成出的產品性能穩定。
【IPC分類】C04B24-26, C08F283-06, C04B103-30
【公開號】CN104693377
【申請號】CN201510141517
【發明人】許永東
【申請人】安康學院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月30日