一种保坍型聚羧酸系减水剂的合成工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及混凝±外加剂合成技术领域，更具体地是设及一种保巧型聚簇酸系减 水剂的合成工艺。
【背景技术】
[0002] 众所周知，聚簇酸系高性能减水剂具有渗量低，分散性好，减水率高，巧落度保持 性强，收缩率低，生产过程无废"产生，绿色环保等优点，倍受人们的广泛关注。近年来， 聚簇酸系高性能减水剂在国家的重大重点工程中得到了广泛应用，发挥了重要作用。目前 发展迅猛，市场需求量巨增，具有很大的发展空间，聚簇酸系高性能减水剂已成为21世纪 研究和发展的必然趋势。然而，由于我国地域迂阔，季节溫度变化明显，混凝±原材料质量 差异大，混凝±原材料资源日益匿乏造成混凝±用的水泥、砂、石及渗合料日益复杂等多方 面的原因，使新拌混凝±巧落度损失过快，严重影响工程的正常施工。针对W上问题，人们 曾经在减水剂中加入缓凝剂葡萄糖酸钢、薦糖、酒石酸、巧樣酸、棚酸、=聚憐酸钢等来改善 减水剂的保巧能力。但是，缓凝剂的加入从根本上没有解决其保巧能力弱的缺点，如渗量过 大反而会使混凝±的凝结时间延长，影响工程的施工进度。
[0003] 要想解决运些问题，需要开发一种适应性更强的减水剂，尤其是开发出一种保巧 型聚簇酸系减水剂。运种减水剂既可单独使用也可与现有聚簇酸减水剂复配使用，用于解 决现有聚簇酸减水剂不能解决W上之难题。
[0004] 我们对合成工艺进行了摸索，开创性地采用将减水组分与保巧组分的单体进行一 锅分段接力滴加合成的工艺。同时在原材料选用方面，我们引入了具有特殊功能的单体。最 终采用低溫节能技术合成出了一种兼顾减水与保巧的减水剂，其对用水量的敏感度低，经 济实用。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适应性更广，巧落度保持 能力更强的保巧型聚簇酸系减水剂的合成工艺。
[0006] 为实现上述目的，本发明进行了广泛调研和实验，采用一锅分段接力滴加的合成 工艺，即将具有减水功能的单体先进行滴加反应，之后再滴加具有保巧功能的单体进行聚 厶1=1 〇
[0007] 第一段反应的产物主要为高减水组分，第二段反应的产物主要为保巧组分，整个 反应完成后最终产物为保巧型聚簇酸系减水剂。
[0008] 合成工艺：将一定量分子量为3900异戊締醇聚氧乙締酸大单体和去离子水加入 到2000mL四口烧瓶中，升溫至30°C揽拌使之溶解。大单体溶解后加入一定量的双氧水揽拌 均匀，于30°C用蠕动累分别滴加A液（由丙締酸与P-簇乙基丙締酸醋组成的水溶液），B 液（为3-締丙氧基-2-径基丙横酸钢的水溶液）及C液（由维生素C与3-琉基丙酸组成 的水溶液）。B液滴完之后，补加一定量的双氧水，立即滴加D液（由分子量1200异戊締醇 聚氧乙締酸大单体与一缩二乙二醇单丙締酸醋组成的水溶液），A液（为P-簇乙基丙締酸 醋的水溶液）和C液（由维生素C与3-琉基丙酸组成的水溶液）继续滴加。因为反应为 放热反应，滴加过程有升溫现象，溫度不加控制。待全部滴加结束后，在此溫度下继续保溫 反应一定时间。降溫至30°C加入有机碱二异丙醇胺调整抑至5. 5,补充去离子水使产品的 含固量为40%。
[0009] 本发明的技术进步在于：
[0010] 1、本发明在合成减水剂分子结构的设计中，第一段反应应用了大分子量（M= 3900)异戊締醇聚氧乙締酸、3-締丙氧基-2-径基丙横酸钢及P-簇乙基丙締酸醋高减水 功能的特殊单体，第二段反应应用了小分子量（M=1200)异戊締醇聚氧乙締酸、一缩二乙 二醇单丙締酸醋和P-簇乙基丙締酸醋高保巧功能的特殊单体。
[0011] 2、本发明工艺是于水相中采用氧化-还原引发体系分子量调节剂作用下，将具有 减水功能与具有保巧功能的单体，一锅分段接力滴加的合成方式进行产品合成。在合成过 程中二组分合理结合、密切配合、协同作用，使减水剂的分子结构得W优化，性能得W提高。 运种工艺合成出的产品具有双重功效即减水性和保巧性，为一种保巧型聚簇酸系减水剂。
[0012] 3、本发明合成工艺能充分利用反应产生的热能即第一段反应产生的热作为第二 段反应的热源，最大限度降低了生产能耗和成本。
[0013] 4、本发明合成出的产品不仅减水率高、保巧稳定性好，而且降低了对用水量的敏 感性，混凝±的和易性明显得W改善。
[0014] 5、本发明产品用于新拌混凝±从拌合、运输、累送、诱筑到振捣等全过程，巧落度 损失小，具有优良的工作性，能满足各种条件下施工要求。
[0015] 本发明由于选用一些具有特殊功能的单体，合成出的产品分子结构中含有簇基 (-C00H)、横酸基（-SO3H)、径基（-0H)、控氧幾基（-C00R)、聚氧乙締酸基团（-邸2邸2〇-)11等 多种功能性基团。各基团对混凝上分别起到不同的作用，如簇基不仅有高分散性、减水性， 还有良好的缓释作用；横酸基有高分散性、减水性和一定抗泥作用；径基起到浸润作用和 缓凝作用；控氧幾基起到很好的调节各组分在分子结构中的间距，还出色的起到缓释迟放 作用即保巧性；聚氧乙締酸除了具有很好的分散性、保水性，还有保持流动性稳定的作用。 因此，在合成减水剂分子结构的设计中，应考虑到共聚单体种类、功能、特性及各嵌段链节 的组分比例，W赋予减水剂新的功能和优异的性能。
[0016] 本发明合成的减水剂产品，经混凝±试验证明，不仅具有减水性、保巧性，而且使 混凝±的和易性得到显著改善，大大降低了减水剂对用水量的敏感性，是一种保巧型聚簇 酸系减水剂。
【具体实施方式】
[0017] 本发明提供了一种保巧型聚簇酸系减水剂的合成工艺。
[001引技术方案如下：
[0019] 所用主要原材料:异戊締醇聚氧乙締酸(CH2=C||：*咕把柏(：9：2〇佑电|：：^12〇表片,) (女吁量=3900和女吁量=1200,在后面称之为大单体），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-径基丙横酸钢（邸2 =C肥&0邸2邸(0巧CH2SO3化），一缩二乙二醇单丙締酸醋（邸2=C肥OOCH2邸2〇邸2邸2〇巧，双 氧水，维生素C，3-琉基丙酸，二异丙醇胺。
[0020] 其中具有减水功能的单体是：异戊締醇聚氧乙締酸、丙締酸、P-簇乙基丙締酸 醋、3-締丙氧基-2-径基丙横酸钢。具有保巧功能的单体是：异戊締醇聚氧乙締酸、P-簇 乙基丙締酸醋、一缩二乙二醇单丙締酸醋。
[0021] 另外，双氧水为聚合反应的引发剂、维生素C为聚合反应的还原剂，二者组成氧 化-还原体系。3-琉基丙酸为聚合反应的分子量调节剂，二异丙醇胺为聚合反应结束后的 中和剂。
[0022] 合成工艺分两段反应完成，各段反应条件及原料配比分别如下：
[0023] 第一段反应：在2000血四口烧瓶中加入250克去离子水，预热至30°C加入430克 分子量3900异戊締醇聚氧乙締酸大单体揽拌溶解。大单体溶解后加入单体总质量1~2% 双氧水揽拌均匀，于30°C用蠕动累分别滴加Ai液（由大单体质量4~6%丙締酸与大单体 质量4~6%P-簇乙基丙締酸醋组成，固含60%的水溶液）滴加时间2.化，B液（为大单 体质量2~3% 3-締丙氧基-2-径基丙横酸钢，固含10%的水溶液）滴加时间2.化及。 液（由单体总质量0. 25%维生素C和单体总质量0. 5% 3-琉基丙酸组成，固含2. 5%的水 溶液）滴加时间2.化。反应为放热反应，滴加过程有升溫现象，溫度不加控制，溫升大约至 50°C。此段反应的产物为减水组分。
[0024]第二段反应：第一段反应完成后接着进行第二段反应，Ai液、B液和C1液滴完后， 加入第二段反应单体（第二段反应单体包含有：分子量1200异戊締醇聚氧乙締酸大单体， 一缩二乙二醇单丙締酸醋和P-簇乙基丙締酸醋）总质量1. 5%双氧水揽拌均匀，立即滴加 D液（由分子量3900异戊締醇聚氧乙締酸大单体质量55%分子量1200异戊締醇聚氧乙締 酸大单体与分子量1200异戊締醇聚氧乙締酸大单体质量15%~17%-缩二乙二醇单丙締 酸醋组成，固含60%的水溶液）滴加时间化，Az液（为分子量1200异戊締醇聚氧乙締酸大 单体质量4~6%P-簇乙基丙締酸醋，固含10%的水溶液）滴加时间3h，C2液（由第二 段反应单体总质量0. 28%维生素C和第二段反应单体总质量0.6% 3-琉基丙酸组成，固含 2. 5%的水溶液）滴加时间3.化。此段反应也为放热反应，滴加过程同样有升溫现象，溫度 不加控制，溫升大约至68°C。此段反应的产物为保巧组分。
[00巧]全部滴加完之后，在此溫度下保溫反应1.化。降溫至30°C加入有机碱二异丙醇胺 调整抑至5. 5,补充去离子水使产品的含固量为40%。
[0026] 最终得本发明产物保巧型聚簇酸系减水剂。
[0027] 为了理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的合成工艺进行详细描述。
【具体实施方式】
[0028]
[0029] 实施例1
[0030] 在2000血四口烧瓶中加入250克去离子水，预热至30°C加入分子量3900异戊締 醇聚氧乙締酸大单体430克揽拌溶解。大单体溶解后加入4. 77克双氧水揽拌均匀，于30°C 用蠕动累分别滴加Ai液（由17. 2克丙締酸与21. 5克P-簇乙基丙締酸醋和25. 8克去离 子水组成的水溶液）滴加时间2.化，B液（8. 6克3-締丙氧基-2-径基丙横酸钢和77. 4克 去离子水组成的水溶液）滴加时间2.化及Cl液（由1. 19克维生素C和2. 39克3-琉基 丙酸，139. 62克去离子水组成的水溶液）滴加时间2.化。
[0031] Ai液、B液和C1液滴完后，加入4. 26克双氧水揽拌均匀，立即滴加D液（由分子量 1200异戊締醇聚氧乙締酸大单体236. 5克与37. 84克一缩二乙二醇单丙締酸醋和182. 89 克去离子水组成的水溶液）滴加时间化，A2液化46克P-簇乙基丙締酸醋和85. 14克去 离子水组成的水溶液）滴加时间化，C2液（由0. 8克维生素C与1. 7克3-琉基丙酸和97. 5 克去离子水组成的水溶液）滴加时间3.化。
[0032] 全部滴完之后在此溫度下保溫反应1.化。降溫至30°C加入有机碱二异丙醇胺调 整抑至5. 5,补充去离子水使产