专利名称：：一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法
技术领域：
：本发明涉及建材混凝土添加剂的化工领域，一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法
背景技术：
：混凝土高性能减水剂可以较好地分散水泥颗粒，减少达到规定工作度的用水量，它既可以用来提高混凝土强度，也可以用来提高混凝土的工作性能，是混凝土材料中的关键组分之一。在混凝土行业中大量使用的混凝土减水剂有萘磺酸钠甲醛縮合物系、磺化三聚氰胺甲醛縮合物和木质素磺钙(木钙)等，商品混凝土的大量发展，对普遍存在的混凝土坍塔度损失较快的问题，工程使用中往往掺入缓凝剂复合使用。客观地分析，传统外加剂在大多数场合仍具有性能价格优势。在我国混凝土外加剂市场仍占有大量份额。20世纪80年代以来，日美欧等国家开发了新一代聚羧酸减水剂，聚羧酸减水剂由于具有高减水，掺量低(0.2%0.5%，质量分数，下同)，高保坍性能，渐渐受到了混凝土界的广泛认同，对于配置高强度混凝土和自流平混凝土，聚羧酸减水剂在低水灰的状态下具有一定的优势。研究分析国外聚羧酸减水剂结构合成控制方法对我国的混凝土减水剂产品的发展意义重大。在结构特征上，聚羧酸减水剂完全不同于传统的萘磺酸钠甲醛縮合物类高效减水剂，其亲水性的功能团主要为羧基，而憎水性的聚合物主链则主要是脂肪族结构单元，在线形主链上还带有许多一定长度的侧链，形成所谓的梳形结构。它的分散和分散保持性能与化合物的结构有密切的关系，良好的结构特征可以使其在混凝土中作为减水剂使用时，在用量很小的情况就会对水泥颗粒产生很强的分散作用，而且这种分散作用还不会随着时间的延长而明显降低，即表现出较好的坍落度保持性能。聚羧酸系高性能减水剂是配置免振捣自密实高性能混凝土和高强超高性能混凝土的首选外加剂，混凝土配合比设计参数变化较大，性能得到显著改善。聚羧酸系高性能减水剂可以在保持混凝土的工作性和高流动性的条件下，使混凝土的水灰比降至最低。但并非所有的聚羧酸系高效减水剂都是高性能减水剂，分子结构不良的聚羧酸系高效减水剂很难适应现代水泥和混凝土技术的要求。如何从不同的结构出发，设计合适的合成途径和工艺条件，从而研究其结构和性能之间的关系，进而确定含羧基聚合物的最佳组成是混凝土减水剂研究领域一个有重要意义且有待于突破的大课题。制作聚羧酸系高效减水剂的方法很多，但是相对本发明仍过于复杂，例如2006年4月7日公开的日本触媒株式会社西川朋孝等人的专利(申请号200480011979.7:公开号CN1784369A)中采用如下方法向配有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气入口管和回流冷凝器的玻璃制反应器(容量l升)中加入377g水。在搅拌下用氮气对反应器的内部进行吹扫，并在氮气气氛下加热到70°C。然后，用5小时向反应器中逐渐加入包含239g甲氧基聚乙二醇单甲基内烯酸酯(氧化乙烯的平均加成摩尔数为10)，64g甲基丙烯酸、14g甲基丙烯酸钠、9g3-锍基丙酸和92g去离子水的混合溶液。同时，用6小时向其中逐渐滴加入5.lg30W的过氧化氢溶液溶解于50g水中获得的水溶液和将2.09L抗坏血酸溶解于50g水中获得的水溶液。同时，还以0.148g/min的进料速度开始逐滴加入57g甲基丙烯酸甲酯。从滴加开始235分钟后，将甲基内烯酸甲酯的滴加速度率变外0.344g/min，滴加在5小时内完成。滴加完之后，将反应混合物在70'C的温度保持1小时。然后，用氢氧化钠将反应混合物的PH值调节为7，获得本发明的聚羧酸系高效减水剂。2006年5月24日公开的日本西卡株式会社板东公文、W.W.丹兹格尔等人的专利(申请号200480010847.2;公开号CN1777565A)中采用如下方法在设置有搅拌器的反应容器中加入水314g，导入氮气使合成体系内呈氮气氛，升温到8(TC。然后在2小时内向合成体系内同时滴加水61g、丙烯酸6.0g、甲基丙酸18.7g、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸脂(分子量约2000)169g及甲氧基聚乙二醇单丙烯酸脂(化合物D，分子量约IOOO)169g的混合物，和5%的硫代乙醇酸铵水溶液78.48，5%的过硫酸铵水溶液78.48这三种溶液，滴加完成后，再在39分钟内滴加化合物A-142.78，在1小时内滴加5%的过硫酸铵水溶液39.28。然后熟化2小时，并进行冷却，用48%的NaOH水溶液中和至PH值为6，得到1000g水溶性两性聚羧酸系高效减水剂。2005年12月28日公开的中科院广州化学所廖兵等人的专利(申请号200410027709.7;公开号CN17112381A)中采用如下方法称取98g马来酸酐加入800mLl，2-二氯乙烷中，加热至75'C溶解，加入苯乙烯104g(约116mL)过氧化苯甲酰5g，锍基乙醇2g混合物于分液漏斗中，滴入三口瓶，滴完后在8(TC反应2小时，升高温度至95。C，再反应2小时。降温后，加入石油醚，抽滤，烘干得苯乙烯马来酸酐共聚物。马来酸酐的含量为摩尔分数44%。将合成的共聚物加入1，2-二氯乙垸中搅拌溶解，从发烟硫酸中新蒸出的S02稀释在l，2-二氨乙烷中再滴入反应液中，在15分钟内滴加完毕，继续4室温下反应2小时。产物为l，用2-二氯乙烷洗涤产物1，再用无水乙醇洗涤，于真空烘箱5(TC干躁得磺化苯乙烯马来酸酐共聚物。将聚乙二醇单甲醚550磺化苯乙烯马来酸酐共聚物按比例混合，使聚乙-二醇单甲醚550与磺化苯乙烯马来酸酐共聚物中马来酸酐摩尔比为1:1，在100'C下反应8小时，得到含有聚氧乙烯醚侧链的聚羧酸共聚物，用氢氧化钠调节PH为7.5，分离去除沉淀，得浅棕色、透明液体的含有聚氧乙烯醚侧链的聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂。2006年10月11日公开的江苏博特新材料有限公司繆昌文等的专利(申请号200610040089.X:公开号CN1844022A)中采用如下方法在装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气导入管和回流冷凝器的2000mL玻璃反应器中，加入600mL乙酸乙脂。一边搅拌一边用氮气吹扫反应容器，并升温至75°C。然后将1.OmoL单体a-1，0.35moL单体b-1(n二9)和0.2moL单体c-l(p=2，q=2，M2=H)，0.15moL单体d-1(m=12)以及0.05moL苯乙烯，O.027moL偶氮二异(AIBN)8.5g锍基丙酸，同时还加入200mL乙酸乙酯，并搅拌制成均匀的单体水溶液，将其入反应器，滴加时间为3h，滴加完毕后保温反应4h，再升温回收乙酸乙酯有机溶液，可多次使用，加水稀释冷却，并加碱中和到pH值7.5，得固含量为30.7%棕色透明的聚羧酸系高效减水剂液体。从以上四个专利可以看出，在制作聚羧酸系高效减水剂时，原材料品种、工艺十分复杂，反应过程对环境要求提高
发明内容本发明的特点是主要原材料只有二种，制作过程简单，并且产品性能优异。该共聚成分可以使用例如下述物质中的1种或至少2种；(甲基)丙烯酸酯类、(甲基)烯丙基磺酸酯，2-(甲基)丙烯酰氧基乙基磺酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基磺酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基磺酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸脂的分子量选择3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基硫代苯基醚、3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙基硫代苯甲酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基磺酸酯等。根据选择的材料优选其分子量5004000;近一步优化为6003000;最佳方案是分子量10002000占30%;20003000占30%;30004000占40%。其生产工艺流程如下甲氧基聚乙醇丙烯酸酯与自来水溶化混勾；引发剂与自来水溶化混匀；以上两种溶化混匀介质开始向反应釜中滴加；反应釜中保持恒温；Nao中和；得到聚羧酸高效减水剂。作为上述聚合引发剂，可以使用有过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾等过硫酸盐；过氧化氢；偶氨-2-甲基3-戊酮睐盐酸盐、偶氮异丁睛等偶氮化合物；过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰等。根据选择的材料优选其加入量为酯的质量份数的15%，优化后14%。上述物质可单独加入反应容器中，也可以预先将其与单体或溶剂等混合使用，最优选为24%，上述物质可以适当连续滴加，也可以分批投入。图1为本发明的生产工艺流程简图具体实施例方式实施例(质量份)表l实施物料比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例[S—1S-7]在1000mL具有温度计、搅拌机、滴加装置和冷却管的反应器中加入200mL的水，加热至85'C备用。按表l各组份量称量物料(以g计)。用水分别将聚酯、引发剂配制成50%、5%溶液，用滴加装置向反应器中滴加，全部加完不少于5h。加完后升温至90。C,恒温5h，用液体氢氧化钠将PH值调到78。得到S--1S-7聚羧酸系高效减水剂。按GB/T8077—2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的规定，测水泥净浆流度。见表2。表2水泥净浆流度对比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注(1)水泥一P042.5小野田水泥；(2)水---自来水；(3)对比样l、对比样2、对比样3分别是日本XX公司、瑞士XX公司、国内XX公司的同类产品；(4)实验时将所有聚羧酸系高效减水剂的浓度均调到20%，且掺量相同。权利要求1、一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法，其特征在于甲氧基聚乙二醇丙烯酸脂(简称聚脂)的分子量选择甲氧基聚乙二醇丙烯酸脂的结构如下CH3O(CH2CH2O)nH，式中n＝10～100，选用n＝20～50的甲氧基聚乙二醇丙烯酸脂或在此范围内不同分子量的物质混合物。2.根据权利要求1所述的一种制作混凝土聚羧酸盐髙性能减水剂最简单的方法，其特征在于比例为甲氧基聚乙二醇丙烯酸脂引发剂=100:15。3.根据权利要求1所述的一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法，其特征在于采用一种定量的引发剂或定量的多种引发剂的混合物。全文摘要一种制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂最简单的方法，本发明涉及制作混凝土聚羧酸盐高性能减水剂，只用一定分子量的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯在引发剂的作用下聚合成混凝土聚羧酸盐高性能减水剂。此过程中无需去离子水或其它纯净水，能达到饮水用标准的自来水或天然水均可以。在常压、自然环境、不高于100℃条件下制作。文档编号C08F299/02GK101450984SQ20081001278公开日2009年6月10日申请日期2008年8月13日优先权日2008年8月13日发明者宫振鑫申请人:大连市铭源全科技开发有限公司