专利名称：一种高固含量聚羧酸减水剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种减水剂的制备方法，具体地说是一种高固含量聚羧酸减水剂的制备方法。
背景技术：
混凝土减水剂用于混凝土中可以显著降低混凝土的用水量，根据混凝土强度的水灰比定律，用水量越低，混凝土强度越高。另外一个用途是保持单方混凝土用水量不变，可以显著提高新拌混凝土的流动性，来满足现代混凝土的施工的泵送工艺要求。混凝土减水剂自上个世纪40年代开始使用，第一代产品为用造纸废液制备的木质素磺酸盐，第二代减水剂由德国和日本发明的萘磺酸盐甲醛缩合物，三聚氰胺磺化甲醛缩合物，脂肪族磺化物，氨基磺酸盐甲醛缩合物等等。上世纪八十年代，日本触媒发明了第三代高效减水剂，聚羧酸高效减水剂，该产品的特征为，主链为丙烯酸或甲基丙烯酸，支链为甲氧基聚乙二醇。该产品的特征为，比传统外加剂用量少，减水率高，综合性能优越，生产工艺环保。我国从2000年左右迅速开始生产使用。但是传统的生产工艺，生产周期长，产品的固体含量只有20%左右，生产效率低。本发明的目的就是为了达到生产时间短，最终产品的固体含量为100%，在保证性能的前提下，可以显著提高生产效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高固含量，性能优异，本体聚合制备的高固含量聚羧酸减水剂的方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。一种高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，具体合成步骤为I)酯化反应将甲氧基聚乙二醇、阻聚剂A，不饱和羧酸B、酯化催化剂C依次加入反应釜中，在110°C 120°C条件下酯化合成甲氧基聚 乙二醇(甲基)丙烯酸酯大分子单体，反应过程中除去生成的水；2)本体聚合反应把制备的酯化液加入反应釜中，控制温度在70 V 80°C，在搅拌条件下滴加不饱和单体D和链转移剂E的混合溶液，滴加时间为I. 5 2小时，同时分次加入引发剂F ;滴加结束后，保温I 2小时,最后得到固含量为100的广品。还可以在滴加结束后加入引发剂G的水溶液，调整水的用量使容器中的固含量浓度为80% 100%，控制温度在60 65°C，保温I 2小时后，停止搅拌，得到液体产品。所述的阻聚剂A为对苯二酚或吩噻嗪。所述的不饱和羧酸B为丙烯酸或甲基丙烯酸。所述的酯化催化剂C为浓硫酸或对甲苯磺酸。所述甲氧基聚乙二醇与不饱和羧酸B的摩尔比为I : I 2，甲氧基聚乙二醇和不饱和羧酸B为总反应物，酯化催化剂C的重量为总反应物重量的1/100 2/100，所述的甲氧基聚乙二醇的分子量是1000 3000。
所述的甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯与不饱和单体D的摩尔比为I : 2 4。所述不饱和单体D是含有不饱和双键的烯烃或者其混合物，或者是含有不饱和双键的烯烃和含有不饱和双键的芳香族物质的混合物。选自苯乙烯、马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类中的一种或两种以上混合物。所述不饱和单体D为丙烯酸和丙烯酸羟乙酯的混合物时，摩尔比是2. 8 : 0. 2
0.5 ;为丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的混合物时，摩尔比是2. 8 0. I 0.5 ;为马来酸酐和苯乙烯的混合物时，摩尔比是3. 0 0. I 0. 5。所述的链转移剂E为巯基乙酸或巯基丙酸。所述的引发剂F为偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰，其用量为聚合反应总反应物重量的 1/100 3/100。所述弓I发剂G为过硫酸铵、过硫酸钾或水溶性偶氮二异丁腈，其用量为引发剂F的1/10 1/2。本发明与国内外现有同类产品的相比，其优点在于以下几点I、产品绿色环保、无甲醛含量，属于低碱产品，无三废排放。2、与国内同类型产品相比，本发明的产品固含量高，节省了生产、运输和储存过程中的成本，降低产品价格。3、与国外同类型产品相比，本发明的产品为国内自主研发，价格低廉。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点实施例II)在装有搅拌装置的反应釜中加入分子量为2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚剂对苯二酚0. 04克，单体丙烯酸7. 2克，催化剂浓硫酸2克，加热至115°C，搅拌反应5小时后得到酯化液。2)控制温度为80°C，在酯化液中滴加丙烯酸10. 08克和链转移剂巯基乙酸0. 9克的混合溶液，滴加时间为2小时，滴加的同时分次加入引发剂过氧化苯甲酰2. 4克。保温I小时后，滴加引发剂过硫酸铵的水溶液，滴加时间I小时，反应温度为60°C，保温I小时即可。实施例2I)在装有搅拌装置的反应釜中加入分子量为2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚剂对苯二酚0. 04克，单体丙烯酸6. 48克，催化剂浓硫酸2克，加热至115°C，搅拌反应5小时后得到酯化液。2)控制温度为80°C，在酯化液中滴加丙烯酸10. 08克、丙烯酸羟乙酯I. 7克和链转移剂巯基乙酸0. 9克的混合溶液，滴加时间为2小时，滴加的同时分次加入引发剂过氧化苯甲酰2. 4克。保温I小时后，滴加引发剂过硫酸铵水溶液，滴加时间I小时，反应温度为60°C，保温I小时即可。实施例3
I)在装有搅拌装置的反应釜中加入分子量为2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚剂对苯二酚0. 04克，单体丙烯酸9克，催化剂对甲苯磺酸I. 5克，加热至115°C，搅拌反应5小时后得到酯化液。2)控制温度为80°C，加入马来酸酐14. 7克，滴加苯乙烯2克和链转移剂巯基乙酸
0.7克的混合溶液，滴加时间为2小时，滴加的同时分次加入酯化液和引发剂过氧化苯甲酰
1.8克，保温I小时即可，产品冷却后为固体。实施例4I)在装有搅拌装置的反应釜中加入分子量为1200的甲氧基聚乙二醇60克，阻聚剂对苯二酚0. 04克，单体丙烯酸7. 2克，催化剂浓硫酸2克，加热至115°C，搅拌反应5小时后得到酯化液。2)控制温度为80°C，加入马来酸酐14. 7克，滴加苯乙烯2克和链转移剂巯基乙酸
0.7克的混合溶液，滴加时间为2小时，滴加的同时分次加入酯化液和引发剂过氧化苯甲酰
1.8克，保温I小时即可，产品冷却后为固体。实施例5I)在装有搅拌装置的反应釜中加入分子量为1200的甲氧基聚乙二醇60克，阻聚剂对苯二酚0. 03克，单体丙烯酸7. 2，催化剂对甲苯磺I. 5克，加热至115°C，搅拌反应5小时后得到酯化液。2)控制温度为80°C，加入马来酸酐17. 15克，滴加苯乙烯I. 8克和链转移剂巯基乙酸0.7克的混合溶液，滴加时间为2小时，滴加的同时分次加入酯化液和引发剂过氧化苯甲酰I. 8克。保温I小时后，滴加引发剂过硫酸铵的水溶液，滴加时间I小时，反应温度为60°C，保温I小时即可。依据上面5个实施例所做的净浆流动度对比试验一览表
实施例实施例实施例实施例实施例国内某公国外某公 I2345司司 流动
度平 260 210 195 175 185210250
均值综上所述，根据工艺操作实际情况及结果对比得出，以上5个实施例均为优选配方，其中实施例I为最佳配方。尽管本发明提高了产品的固含量，但并不影响聚羧酸产品的质量，产品质量与国内外同类产品相比指标基本一致。
权利要求
1.一种高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于具体步骤为 1)酯化反应 将甲氧基聚こニ醇、阻聚剂A，不饱和羧酸B、酷化催化剂C依次加入反应釜中，在110°C 120°C条件下酷化合成甲氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯大分子単体，反应过程中除去生成的水； 2)本体聚合反应 把制备的酯化液加入反应釜中，控制温度在70°C 80°C，在搅拌条件下滴加不饱和单体D和链转移剂E的混合溶液，滴加时间为I. 5 2小吋，同时分次加入引发剂F ;滴加结束后，保温I 2小时，最后得到固含量为100%的广品； 还可以在滴加结束后加入引发剂G的水溶液，调整水的用量使容器中的固含量浓度为80% 100%，控制温度在60 65°C，保温I 2小时后，停止搅拌，得到液体产品。
2.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述甲氧基聚こニ醇与不饱和羧酸B的摩尔比为I : I 2，甲氧基聚こニ醇和不饱和羧酸B为总反应物，酯化催化剂C的重量为总反应物重量的1/100 2/100，所述的甲氧基聚こニ醇的分子量是1000 3000。
3.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的甲氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯与不饱和単体D的摩尔比为I : 2 4。
4.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的阻聚剂A为对苯ニ酚或吩噻嗪。
5.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的不饱和羧酸B为丙烯酸或甲基丙烯酸。
6.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的酯化催化剂C为浓硫酸或对甲苯磺酸。
7.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述不饱和单体D是含有不饱和双键的烯烃或者其混合物，或者是含有不饱和双键的烯烃和含有不饱和双键的芳香族物质的混合物。选自苯こ烯、马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类中的ー种或两种以上混合物。
8.根据权利要求7所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述不饱和単体D为丙烯酸和丙烯酸羟こ酯的混合物时，摩尔比是2. 8 O. 2 O. 5;为丙烯酸和甲基丙烯酸こ酯的混合物时，摩尔比是2. 8 O. I 0.5 ;为马来酸酐和苯こ烯的混合物吋，摩尔比是3. O O. I O. 5。
9.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的链转移剂E为巯基こ酸或巯基丙酸。
10.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的引发剂F为偶氮ニ异丁氰或过氧化苯甲酰，其用量为聚合反应总反应物重量的1/100 3/100。
11.根据权利要求I所述的高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述引发剂G为过硫酸铵、过硫酸钾或水溶性偶氮ニ异丁腈，其用量为引发剂F的1/10 1/2。
全文摘要
本发明公开了一种高固含量聚羧酸减水剂的制备方法，具体合成步骤为将甲氧基聚乙二醇、阻聚剂A，不饱和羧酸B、酯化催化剂C依次加入反应釜中，在110℃～120℃条件下酯化合成甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯大分子单体，反应过程中除去生成的水；把制备的酯化液加入反应釜中，控制温度在70℃～80℃，在搅拌条件下滴加不饱和单体D和链转移剂E的混合溶液，滴加时间为1.5～2小时，同时分次加入引发剂F；滴加结束后，保温1～2小时，最后得到固含量为100％的产品。其优点为1、产品绿色环保、无甲醛含量，属于低碱产品，无三废排放。2、与国内同类型产品相比，本发明的产品固含量高，节省了生产、运输和储存过程中的成本，降低产品价格。
文档编号C04B103/30GK102627743SQ20121008823
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者丁志明, 周南南, 周普玉, 朱玲, 杨晓晨, 汪梁 申请人:上海市建筑科学研究院(集团)有限公司, 上海建研建材科技有限公司