一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种醚类聚羧酸减水剂的合成方 法。
【背景技术】
[0002] 随着混凝土技术的发展，高性能减水剂已成为混凝土使用过程中不可或缺的组分 之一。进入二十一世纪以来，聚羧酸系高性能减水剂以其掺量低、减水率高、保坍性好、与水 泥相容性好、分子设计性强、绿色环保等优势，逐渐在客专、核电、水利等重大工程得到人们 的青睐，成为近些年减水剂技术的发展热点和方向。
[0003] 目前我国聚羧酸市场应用成熟的有酯型和醚型聚羧酸两大类。酯型聚羧酸产品需 合成酯类大单体中间体，工艺条件复杂，合成温度高，总体生产时间较长，成本相应较高，并 且在合成酯型大单体过程中如果使用甲苯带水剂可能存在环境污染。醚型聚羧酸是由聚醚 大单体与活性单体在引发体系作用下水溶液中一步法制得的，无需合成中间体，生产工艺 简单，梳型大分子结构容易控制，性能稳定，是近几年聚羧酸减水剂研发热点。醚型聚羧酸 减水剂的性能与不饱和聚醚单体种类，引发体系和活性单体的选择与配比，反应条件等有 密切关系。现有醚型聚羧酸大多是采用丙烯酸、过硫酸铵、巯基乙酸等为原料，在58°C~63 °C左右合成的醚。本工作在大量试验的基础上，通过选择合适的引发体系，进一步降低反应 温度，优化反应配比，得到一种在较低温度下制备醚型聚羧酸减水剂的生产工艺。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，该合成方法能在较低温度下制 备醚型聚羧酸减水剂，且制得的醚型聚羧酸减水剂性能优良。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0007] (1)将改性聚醚加入到烧瓶中，加热至30~50°C，搅拌，滴入链转移剂，再分别滴加 小单体3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在30~50°C恒温下反应1~2小时；
[0008] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到淡青色 粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0009] 其中，优选地，所述改性聚醚为甲基烯丙基聚氧乙烯醚。
[0010] 其中，优选地，所述小单体为丙烯酸，所述丙烯酸的滴加量为改性聚醚质量的10% ~25%〇
[0011] 其中，优选地，所述引发剂为过硫酸铵和硫代硫酸钠的混合物，所述硫酸铵的滴加 量为改性聚醚质量0.15%，所述硫代硫酸钠的滴加量为改性聚醚质量的0.1 %。
[0012] 其中，优选地，所述引发剂为过硫酸铵与30 %双氧水的混合物，所述过硫酸铵加入 量为改性聚醚质量0~0.5%，所述30%双氧水的加入量为改性聚醚质量的0~0.5%。
[0013] 其中，优选地，所述过硫酸铵与30 %双氧水的混合物的总量为改性聚醚质量的0~ 0·5%〇
[0014] 其中，优选地，所述，所述过硫酸铵加入量为改性聚醚质量的0.3 %，所述30%双氧 水的加入量为改性聚醚质量的0.2%。
[0015] 其中，优选地，所述步骤(1)中的反应温度为40°C。
[0016] 其中，引发体系可以降低分解活化能，使聚合反应在较低温度下进行，有利于节约 能源，改善聚合物性能。选择引发剂要考虑溶解性，适当的分解活化能，还要考虑复合稳定 性，是否易于储存，是否安全、环保等因素。以过硫酸铵(APS)为主，分别添加Na2S203和H202 构成复合引发体系，目的在于通过复合引发体系降低合成温度，合成具有减水和分散保持 性能倶佳的减水剂。
[0017] 双氧水是强氧化剂，能溶于水、醇及醚类，做为催化剂加入到过硫酸铵引发体系 中，加快过硫酸铵过氧键的断裂，使引发反应在较低的温度下仍能快速进行。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] 1.本发明进一步降低反应温度，合成温度为40°C左右，优化反应配比，得到一种在 较低温度下制备醚型聚羧酸减水剂的生产工艺。
[0020] 2.本发明合成的减水剂分散性能和分散保持性能较好，试验条件下砂浆减水率达 到26.2%。
[0021] 3.本发明的合成方法所得产品性能优异，减水率高，保坍性良好，饱和掺量低，且 生产工艺简单，能耗低，无三废排放，较之传统工艺更环保节能，生产效率高，可用于工业化 生产。
【具体实施方式】
[0022] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0023] -种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0024] (1)将改性聚醚加入到烧瓶中，加热至30~50°C，搅拌，滴入链转移剂，再分别滴加 小单体3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在30~50°C恒温下反应1~2小时；
[0025] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到淡青色 粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例提供一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0028] (1)将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到烧瓶中，加热至40°C，搅拌，滴入疏基乙酸，再 分别滴加丙烯酸3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在40°C恒温下反应1~2小时;其中，疏 基乙酸的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量的0.8%，丙烯酸的滴加量为甲基烯丙基聚 氧乙烯醚质量的15%，引发剂为过硫酸铵和硫代硫酸钠的混合物，所述硫酸铵的滴加量为 甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量0.15%，所述硫代硫酸钠的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质 量的0.1%。
[0029] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用32%的氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到 淡青色粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0030]按上述合成工艺做好小试后，完全放至恒温，测净浆流动度、pH值、密度、固含量 等。
[0033] 注:春江P. 042.5水泥，购自于河南春江集团 [0034] 实施例2
[0035]本实施例提供一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0036] (1)将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到烧瓶中，加热至50°C，搅拌，滴入疏基乙酸，再 分别滴加丙烯酸3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在50°C恒温下反应1~2小时;其中，疏 基乙酸的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量的0.8%，丙烯酸的滴加量为甲基烯丙基聚 氧乙烯醚质量的20%，引发剂为过硫酸铵和硫代硫酸钠的混合物，所述硫酸铵的滴加量为 甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量0.15%，所述硫代硫酸钠的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质 量的0.1%。
[0037] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用32%的氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到 淡青色粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0038] 按上述合成工艺做好小试后，完全放至恒温，测净浆流动度、pH值、密度、固含量 等。
[0039]
[0040] 注:春江P. 042.5水泥，购自于河南春江集团 [0041 ] 实施例3
[0042] 本实施例提供一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0043] (1)将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到烧瓶中，加热至30°C，搅拌，滴入疏基乙酸，再 分别滴加丙烯酸3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在30°C恒温下反应1~2小时;其中，疏 基乙酸的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量的1.2%，丙烯酸的滴加量为甲基烯丙基聚 氧乙烯醚质量的25%，引发剂为过硫酸铵和30%双氧水的混合物，所述硫酸铵的滴加量为 甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量0.3%，所述30%双氧水的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质 量的0.2%。
[0044] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用32%的氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到 淡青色粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0045] 按上述合成工艺做好小试后，完全放至恒温，测净浆流动度、pH值、密度、固含量 等。
[0046]
[0047] 注:春江P. 042.5水泥，购自于河南春江集团
[0048] 实施例4
[0049] 本实施例提供一种醚类聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤：
[0050] (1)将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到烧瓶中，加热至40°C，搅拌，滴入疏基乙酸，再 分别滴加丙烯酸3小时，引发剂3.5小时，滴加完毕后在40°C恒温下反应1~2小时;其中，疏 基乙酸的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量的0.9%，丙烯酸的滴加量为甲基烯丙基聚 氧乙烯醚质量的20%，引发剂为过硫酸铵和30%双氧水的混合物，所述硫酸铵的滴加量为 甲基烯丙基聚氧乙烯醚质量0.3%，所述30%双氧水的滴加量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚质 量的0.2%。
[0051] (2)反应结束后，待反应产物冷却，用32%的氢氧化钠溶液调节pH值至中性，得到 淡青色粘稠状高分子共聚物，即为聚羧酸高性能减水剂。
[0052]按上述合成工艺做好小试后，完全放至恒温，测净浆流动度、pH值、密度、固含量 等。
[0053]
[0054] 注:春江P. 042.5水泥，购自于河南春江集团