一种低温合成聚羧酸减水剂的方法
【专利摘要】本发明涉及一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，属于减水剂制备【技术领域】。以甲基烯丙醇聚醚、丙烯酸为原料，先将甲基烯丙醇聚醚在加热条件下溶解在去离子水中形成甲基烯丙醇聚醚溶液，向该甲基烯丙醇聚醚溶液中分别滴加丙烯酸水溶液和硫醇类水溶性链转移剂与自由基型引发剂的混合溶液，调整体系温度进行共聚反应后，加入碱性调节剂，即可获得成品聚羧酸减水剂。采用本发明技术方案，具有单体利用率高、减水剂有效成份多、成本低等优点。
【专利说明】一种低温合成聚羧酸减水剂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，属于减水剂制备【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 混凝土减水剂(又称超塑化剂，Superlasticizer)是指在混凝土和易性、水泥用量 不变的条件下，能减少拌和用水量、提高混凝土强度的外加剂；减水剂通过表面活性作用、 络合作用、静电排斥力等来阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构，从而在能够在节约水泥用量 的同时，保证混凝土和易性及强度。混凝土减水剂的作用机理是通过分散、润滑、空间位阻 和接枝聚支链的缓释来起作用的。
[0003] 聚羧酸减水剂是继木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后 发展起来的第三代高性能减水剂。这类减水剂具有掺量低、减水率大、不离析、不泌水、混凝 土坍落度性能保持好、与水泥、掺合料及其它外加剂相容性好，能配制出超高强和超耐久混 凝土，有效降低混凝土早期的绝热温升度，降低大体积混凝土的温度裂缝，分子结构设计上 的自由度大，实现减水剂的高性能化的潜力更大，合成不采用甲醛等对环境有污染的物质 等特点，为推广使用大掺量粉煤炭、矿渣等工业废料提供了技术保证。因而成为国内外近几 年的研究热点。
[0004] 聚羧酸减水剂的聚合手段可以采用水溶液法或本体聚合法，水溶液法是将单体与 调节剂加入到水中，最后加入水溶性引发剂，在特定温度下反应一段时间可可到最终产物。
[0005] CN102336845A公布了一种聚羧酸减水剂低温合成工艺，但是些项发明聚合反应在 溶剂中进行，最后还要脱溶剂，不易于工业化生产。CN201010246938也公布了一种低温合成 的工艺，其应用的是氧化还原体系，此发明使用的氧化还原剂为过硫酸盐，包括过硫酸铵、 过硫酸钾、过硫酸钠的其中一种或其混合物，还原剂为巯基乙醇、巯基丙醇、巯基乙酸、巯基 丙酸的其中一种或几种的混合物。此发明所用还原体系量为单体的1. 5飞.0%，所用物质成 本较高，而且有一定毒性。
【发明内容】
[0006] 为了克服常规聚羧酸减水剂低温合成中所存在的成本高、毒性大、需溶剂回收，本 发明提供一种操作方便、反应温和、具有高减水率的低温合成聚羧酸减水剂的方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，以甲基烯丙醇聚醚、丙烯酸为原料，先将甲基烯丙 醇聚醚在加热条件下溶解在去离子水中形成质量浓度为20-60%甲基烯丙醇聚醚溶液，向 该甲基烯丙醇聚醚溶液中分别滴加丙烯酸水溶液(质量浓度50-90%)和硫醇类水溶性链转 移剂与自由基型引发剂的混合溶液，调整体系温度为l〇_45°C，进行共聚反应4-12小时，反 应完毕无需降温直接加入碱性调节剂调整体系pH至6-8,即可获得成品聚羧酸减水剂，其 中，甲基烯丙醇聚醚与丙烯酸的摩尔比为1:3-6(配制成水溶液前甲基丙烯酸聚醚与丙烯酸 的摩尔比)，小分子单体丙烯酸的水溶液的滴加时长为2. 5-6小时；硫醇类水溶性链转移剂 与自由基型引发剂所形成的混合溶液的质量浓度为20-60%，硫醇类水溶性链转移剂的添加 量为原料总质量的〇. 01-1%，自由基引发剂的质量浓度为原料总质量的〇. 02-10%，自由基 引发剂的滴加时长为2-5小时。
[0008] 作为优选，进一步的设置如下： 所述的甲基烯丙醇聚醚的分子量为500-5000。
[0009] 所述的硫醇类水溶性链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸或巯基乙醇中的一种。
[0010] 所述的自由基引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水或L-抗坏血酸中 的一种。
[0011] 所述的碱性调节剂为氢氧化钠及其水溶液、氢氧化钾及其水溶液、碳酸钠及其水 溶液中的任一种。
[0012] 所述的成品聚羧酸减水剂中固含量为10-50%，其聚合物为梳状分子，结构为：
【权利要求】
1. 一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：以甲基烯丙醇聚醚、丙烯酸为原 料，先将甲基烯丙醇聚醚在加热条件下溶解在去离子水中形成质量浓度为20-60%甲基烯 丙醇聚醚溶液，向该甲基烯丙醇聚醚溶液中分别滴加丙烯酸水溶液和硫醇类水溶性链转移 剂与自由基型引发剂的混合溶液，调整体系温度为l〇_45°C，进行共聚反应4-12小时，反 应完毕无需降温直接加入碱性调节剂调整体系pH至6-8,即可获得成品聚羧酸减水剂，其 中，甲基烯丙醇聚醚与丙烯酸的摩尔比为1:3-6,小分子单体丙烯酸的水溶液的滴加时长 为2. 5-6小时；硫醇类水溶性链转移剂与自由基型引发剂所形成的混合溶液的质量浓度为 20-60%，硫醇类水溶性链转移剂的添加量为原料总质量的0. 01-1%，自由基引发剂的质量浓 度为原料总质量的〇. 02-10%，自由基引发剂的滴加时长为2-5小时。
2. 如权利要求1所述的一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：所述的甲基 烯丙醇聚醚的分子量为500-5000。
3. 如权利要求1所述的一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：所述的硫醇 类水溶性链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸或巯基乙醇中的一种。
4. 如权利要求1所述的一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：所述的自由 基引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、双氧水或L-抗坏血酸中的一种或其混合物。
5. 如权利要求1所述的一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：所述的碱性 调节剂为氢氧化钠及其水溶液、氢氧化钾及其水溶液、碳酸钠及其水溶液中的任一种。
6. 如权利要求1所述的一种低温合成聚羧酸减水剂的方法，其特征在于：所述的成品 聚羧酸减水剂中固含量为10-50%，其聚合物为梳状分子，分子量为5000-100000,分子骨架 由主链和支链组成，主链由丙烯酸基聚合构成，支链由亲水基团的醇醚链构成。
【文档编号】C08F283/06GK104250359SQ201410491452
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】董楠, 王胜利, 金一丰, 向松柏, 杜明强 申请人:浙江绿科安化学有限公司