技术领域：
本发明涉及一种高性能减水剂，具体涉及一种高性能减水剂的紫外光引发聚合方法。
背景技术：
：
减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。将其加入混凝土中对水泥颗粒有分散作用，还能改善其工作性、减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。根据减水剂减水及增强能力，分为普通减水剂，又称塑化剂，其减水率不小于8％，以木质素磺酸盐类为代表；高效减水剂，又称超塑化剂，其减水率不小于14％，包括萘系、密胺系、氨基磺酸盐系、脂肪族系等；高性能减水剂，其减水率不小于25％，以聚羧酸系减水剂为代表。
高性能减水剂作为新一代水泥外加剂，相对于萘系减水剂、三聚氰胺类减水剂以及木质素磺酸盐类减水剂，具有高减水率、低掺量以及塌落度损失低等优势。现阶段高性能减水剂的生产方式主要通过热引发或氧化还原反应产生自由基进行自由基共聚反应，其引发体系一般为无机化合物，存在用量大，反应不易控制，且产物分子量范围大，减水效果波动大。
在专利cn1412175中公开了一种烯丙基醚酯单体的制备方法以及用该单体制备减水剂的方法：首先用氧化铝等吸附材料处理烯丙醇聚醚并使其过氧化值达到5.0meq/kg以下，再与脂肪族一元羧酸进行酯化反应制造烯丙基醚酯单体。再用这种精制过的烯丙基醚酯单体与马来酸酐在80℃下用偶氮二异丁腈做引发剂下制得重均分子量为13500的共聚物，再将此共聚物和烷基聚亚烷基二醇在100℃下酯化得到一种水泥分散剂。但是，由于烯丙基醚酯单体的反应活性较差，造成得到的水泥分散剂的减水性能和坍落度保持性能都不能令人满意。
专利cn101205127a中公开了一种聚羧酸超塑化剂的配方及其制造方法，首先使聚乙二醇单甲醚与马来酸酐在催化剂和阻聚剂存在的条件下酯化生成大单体，然后与烯基聚乙二醇、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠在过硫酸铵作引发剂的条件下共聚得到徐放型的聚羧酸超塑化剂。但是，由于烯丙基聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚马来酸酯的聚合活性不足，会大量残留在所合成的聚羧酸超塑化剂中，造成所得超塑化剂的减水率低、坍落度保持性能不足。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有的高性能减水剂合成技术中的不足之处，提供一种无须加热，反应温和、高效以及节能的巯基/烯类单体紫外光引发逐步共聚合成高性能减水剂的方法。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种高性能减水剂的紫外光引发聚合方法，先将聚醚大单体溶于水中形成聚醚大单体溶液，并置于遮光密闭环境中对其进行紫外光照射；再将不饱和共聚单体水溶液和巯基化合物水溶液分别逐滴地滴加到聚醚大单体溶液中；最后光引发逐步共聚合成高性能减水剂。
进一步方案，所述聚醚大单体、不饱和共聚单体和巯基化合物的质量比为100:5-30:0.5-5。
进一步方案，所述聚醚大单体为不饱和聚氧乙烯醚大单体。如异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚等。
进一步方案，所述不饱和共聚单体的结构式为：
式中r为h或者烷基基团。如丙烯酸、甲基丙烯酸等。
进一步方案，所述巯基化合物的结构式为：
式中r为烷基基团。具体有巯基丙酸、巯基乙酸等。
进一步方案，所述聚醚大单体溶液的固含量为30-80wt％。
进一步方案，所述不饱和共聚单体水溶液的固含量为20-60wt％。
进一步方案，所述巯基化合物水溶液的固含量为5-10wt％。
进一步方案，所述不饱和共聚单体水溶液的滴加时间为1-3h；所述巯基化合物水溶液的滴加时间为1.5-3.5h。
进一步方案，所述紫外光的波长在200-400nm。紫外光是由具有聚光作用的灯源发出的。
本发明采用巯基/烯类单体紫外光引发逐步共聚原理，利用紫外光引发巯基化合物产生自由基与烯类化合物发生逐步共聚。本发明的反应体系可在保证搅拌均匀的前提下，进行在任意固含量下的光引发逐步共聚反应。
本发明的合成机理为：巯基类化合物在紫外光照射下，引发了自由基，产生的巯基类自由基进攻烯类单体，由于不饱和共聚单体和不饱和聚醚大单体都是烯类单体，所以两者都能与巯基自由基发生自由基逐步共聚反应。
本发明反应方程式为：
所以相比于现有的高性能减水剂的合成方法，本发明具有以下优势：
1、本发明的合成方法是一种可以在温和的条件下进行的具有高选择性的有机反应，所得的反应产物中没有对减水剂有影响的副产物，整个反应易于操作，巯基/烯类单体聚合体系对氧气不敏感，从而解决了烯类单体遇氧阻聚的问题。另外，巯基类化合物还具有链转移和链终止的作用，反应无需添加其它链转移剂。
2、本发明的合成方法是一种可在较宽的温度范围内进行紫外光引发逐步共聚反应，且反应无需其它外加条件，反应操作简单，易控。
3、本发明采用紫外光来为反应体系提供能量，具有高效节能无污染的优势。本发明所使用的原料均能参与反应，无材料浪费，经济性更高。
4、本发明所使用的巯基/烯类单体聚合体系具有对氧气不敏感的特性，从而解决了以往合成方法中的烯类单体遇氧阻聚的问题。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的合成技术，下面将结合具体实施例来对本发明作进一步的详细描述，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，15份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为250nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加烧杯a、b中的溶液，烧杯a中的溶液在2h左右滴完，烧杯b中的溶液在2.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例2
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，10份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中；然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加烧杯a、b中的溶液，烧杯a中的溶液在2h左右滴完，烧杯b中的溶液在2.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例3
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的丙烯酸聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，10份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加a,b烧杯中的溶液，烧杯a中的溶液在2h左右滴完，烧杯b中的溶液在2.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例4
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的甲基丙烯酸聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，10份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加a,b烧杯中的溶液，烧杯a中的溶液在2h左右滴完，烧杯b中的溶液在2.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例5
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，10份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加a,b烧杯中的溶液，烧杯a中的溶液在1.5h左右滴完，烧杯b中的溶液在2h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例6
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为60％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，10份的丙烯酸配制成质量分数为50％的水溶液置于烧杯a中，1份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为400nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加烧杯a、b中的溶液，烧杯a中的溶液在1h左右滴完，烧杯b中的溶液在1.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例7
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为30％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，30份的甲基丙烯酸配制成质量分数为20％的水溶液置于烧杯a中，0.5份的巯基丙酸配制成质量分数为10％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加a,b烧杯中的溶液，烧杯a中的溶液在1h左右滴完，烧杯b中的溶液在1.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
实施例8
一种紫外光引发聚合高性能减水剂的合成方法,包括以下步骤：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配制成质量分数为80％的水溶液置于四口烧瓶中搅拌均匀，5份的丙烯酸配制成质量分数为60％的水溶液置于烧杯a中，5份的巯基乙酸配制成质量分数为5％的水溶液置于烧杯b中，然后在密闭遮光空间内用波长为365nm的紫外光聚光照射四口烧瓶，并在室温下逐滴滴加烧杯a、b中的溶液，烧杯a中的溶液在3h左右滴完，烧杯b中的溶液在3.5h内滴完，待全部滴完后10分钟，关闭紫外光，得到减水剂水溶液。
对比例1
通过氧化还原反应产生自由基聚合制备高性能减水剂：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配置成质量分数45％的水溶液置于四口烧瓶中溶解搅拌均匀，15份的丙烯酸、0.5份的甲醛次硫酸氢钠以及1份的巯基丙酸配制成质量分数为25％的水溶液滴加进入四口烧瓶中，滴加之前将1份的过硫酸铵加入四口烧瓶中搅拌均匀，滴加时间为3h。制得高性能减水剂对比样。
对比例2
通过氧化还原反应产生自由基聚合制备高性能减水剂：先将100份的异戊烯基聚氧乙烯醚配置成质量分数45％的水溶液置于4口烧瓶中溶解搅拌均匀，10份的丙烯酸、0.2份的维生素c以及0.3份的巯基丙酸配制成质量分数为25％的水溶液滴加进入四口烧瓶中，滴加之前将1份的双氧水加入四口烧瓶中搅拌均匀，滴加时间为3h。制得高性能减水剂对比样2。
依据gb8076-2008上的标准测定净浆流动度来评测所发明的高性能减水剂的减水性能。具体方法为：300g海螺水泥，固含量10.67％的减水剂掺量1％，水灰比为0.29。测试结果如下表：
从上表可以看出实施例2、3的净浆流动度与对比例1、2的净浆流动度基本一致，这说明采用本发明的合成方法合成的高性能减水剂减水性能与采用氧化还原反应产生自由基合成的高性能减水剂减水效果一致，这进一步说明了本发明的合成方法的可行性，且本发明的合成方法比传统的氧化还原方法具有高效、操作简单、环保安全等优势。