本发明涉及精细化工技术领域，特别涉及一种聚醚酯改性聚醚减水剂及其制备方法。
背景技术
减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。
聚醚减水剂和聚羧酸系减水剂都是近年来比较常用的减水剂类型。其中聚羧酸减水剂使用原料一般由不饱和羧酸类、聚氧链烯烃、不饱和羧酸酯、含有磺酸基团的不饱和单体制备而成。cn1800076a公开了一种丙烯酸系多元共聚物类高效减水剂，其含有：丙烯酸或其衍生物100份、聚氧链烯烃150～450份、磺酸系衍生物10～80份、去离子水溶剂450～800份、催化剂0.5～6份、阻聚剂0.1～5份、异丙醇链转移剂5～30份、引发剂0.5～5份，naoh溶液的加入量为使产品的ph值达到6～8。但是，该专利所提供的方法反应过程难以控制，除水也困难，另外，泌水性没有提及。聚丙烯醇醚：顺丁烯二酸酐：甲基丙烯磺酸钠：丙烯酰胺：丙烯酸－2－羟基乙酯：引发剂：水＝25－40：3－6：1－6：0.5-4：1-5：0.5－4：100，该减水剂的坍落度损失小、减水率高，但是其坍落度水平不高，而且脱水比较困难。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无水减水剂及其制备方法，为此，本申请合理调配了减水剂的组成，同时采用与减水剂组成相适应的超重力脱水设备进行脱水，该方法生产的减水剂脱水率高，方便储存和运输，而且在储存期间不易结块。此外，本申请也预料不到地发现，采用本申请的方法制备得到的减水剂，用于混凝土时，其经时坍落度变化很小。
本申请首先提供一种减水剂，该减水剂的制备原料中同时使用了烯丙烯基醚大单体和醚酯类大单体，从而结合了亲水性烯烃聚合单体和较为疏水的酯类单体对于减水剂强度、泌水性影响的各自的优点，同时，相对于单独使用烯丙基醚类大单体，使得脱水更加容易。优选使用了烯丙基聚氧乙烯醚和甲氧基聚乙二醇马来酸酯，使用马来酸酯的优点还在于其在反应中能够生成多个羧基，这些羧基与体系中的羟基能够比较容易的交联，从而有利于提高混凝土的强度。
更优选的，所述减水剂中还可以含有少量的羟基硅油，例如羟甲基硅油。
更具体地，本申请提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料包括：烯丙基聚氧乙烯醚、甲氧基聚乙二醇马来酸酯、丙烯酸、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸、羟基硅油、氧化剂、链转移剂、还原剂和碱中剂。
更具体地，所述减水剂的制备原料包括如下重量份数的原料：
烯丙基聚氧乙烯醚100-200、甲氧基聚乙二醇马来酸酯10-20、丙烯酸20-30、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸3-8、羟基硅油1-2、氧化剂0.1-0.5、链转移剂0.1-0.5、还原剂0.1-0.5和碱中和剂。碱中和剂的用量根据反应结束后体系的ph确定，通常为1-10。
所述氧化剂可以为过氧化物、双氧水等，所述过氧化物例如过氧化硫酸钾等。
所述链转移剂可以为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、十二烷基硫醇等。
所述还原剂可以为抗坏血酸、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等。
所述碱中和剂可以为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠，优选氢氧化钠。
本申请另外提供一种减水剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，聚合工段，向反应器中加入烯丙基聚氧乙烯醚、甲氧基聚乙二醇马来酸酯、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸，混合，形成混合液i，加热，然后加入氧化剂，接着，滴加由丙烯酸、链转移剂和还原剂组成的混合液ii，滴加完后，保温1-3小时，然后加入碱中和剂中和，得含水量30-40％的减水剂溶液；
步骤二，脱水工段，将步骤一中的减水剂溶液输入到超重力脱水设备中脱水0.5-5小时，得到固含量为90％以上的减水剂。
优选地，步骤一中的加热温度为50-90℃，步骤二中的保温温度为60-90℃.
优选地，步骤一的混合液制备过程中还使用了羟基硅油。
优选地，步骤二的超重力脱水设备的结构为具有圆盘状顶面的壳体、与所述圆盘状顶面平行的环形填料构件、转轴、位于所述壳体内表面层上的加热层、位于所述壳体底面所述加热层上的半渗透膜层、穿过所述圆盘状顶面中心通入到环形填料构件的中空位置的减水剂原液进口管、位于壳体两侧的减水剂出口和位于壳体下部的水出口，所述转轴延圆盘状顶面的中心位置垂直于所述圆盘状顶面，且其上部与环形填料构件的中心孔的下端部密封固定连接，并能带动所述环形填料构件作轴向运动，所述环形填料构件由多孔材料制成，所述减水剂和水能够在离心力的作用下从环形填料构件的孔隙中穿出，所述半渗透膜层上的孔隙能够允许水分子通过，但不能允许减水剂分子通过。
还优选地，超重力脱水设备的减水剂原液进口管上设有加热部件，所述减水剂在进入超重力脱水设备之前预加热到60-90℃，优选65-80℃。另外优选的，所述环形填料构件的中心孔的上端部上具有一环形盖体，该环形盖体能够覆盖环形填料构件的上端口并与减水剂原液进口管之间留有间隙。
还优选，所述超重力脱水设备的转速为500r/min-3000r/min。
此外，所述脱水工段还包括超重力脱水设备脱水之后进一步进行抽真空脱水，抽真空的真空度为0.095-0.1mpa，温度为50-60℃.
为了运输方便，可以将所述减水剂；冷却切片。
所述填料构件的材料为丝网填料、泡沫金属填料、高分子材料填料等多孔材料。
所述半渗透膜的厚度为0.1mm-10mm，其材料为醋酸纤维素，聚酰胺，复合膜等可选择性透过水的膜。
附图说明
图1为本发明所述超重力脱水设备的一个具体实施方式的示意图；
图2为本发明所述超重力脱水设备的另一具体实施方式的示意图。
附图标记说明：
1、减水剂原液进口管；
2、壳体；
3、减水剂出口；
4、半渗透膜层；
5、水出口；
6、转轴；
7、环形填料构件；
8、加热层；
9、环形盖体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，本发明并不限于以下实施案例。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得。
实施例1
步骤一，聚合工段，向反应器中加入烯丙基聚氧乙烯醚、甲氧基聚乙二醇马来酸酯、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸，混合，形成混合液i，加热，然后加入氧化剂，接着，滴加由丙烯酸、链转移剂和还原剂组成的混合液ii，滴加完后，保温1-3小时，然后加入碱中和剂中和，得含水量30-40％的减水剂溶液；
步骤二，脱水工段，将步骤一中的减水剂溶液输入到超重力脱水设备中脱水0.5-5小时，得到固含量为90％以上的减水剂。
优选地，步骤一中的加热温度为50-90℃，步骤二中的保温温度为60-90℃.
烯丙基聚氧乙烯醚100-200、甲氧基聚乙二醇马来酸酯10-20、丙烯酸20-30、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸3-8、羟基硅油1-2、氧化剂0.1-0.5、链转移剂0.1-0.5、还原剂0.1-0.5和碱中和剂。碱中和剂的用量根据反应结束后体系的ph确定，通常为1-10
向带有搅拌器的反应器内加入水和hpeg、甲氧基聚乙二醇马来酸酯、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸，搅拌溶解，得到混合液i；通氮气保护，加热至60℃，在混合液1中加入过硫酸铵，搅拌均匀后继续滴加由丙烯酸水溶液、巯基乙酸和抗坏血酸组成的混合液ii，滴加时间为3h；滴加完后，保温2h，然后加入氢氧化钠使溶液的ph＝6，即可制得固含量为30％-40％的减水剂溶液。最后利用超重力法除去减水剂里的水，所选离心机的转子转速为500r/min，制备温度60℃，脱水时间为4h，填料选择泡沫金属多孔填料，半渗透膜的厚度为2mm，材料为聚酰胺膜，最终真空冷冻干燥，制得减水剂的固含量为95.2％。该实施例的反应中，烯丙基聚氧乙烯醚100-200、甲氧基聚乙二醇马来酸酯10-20、丙烯酸20-30、2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸3-8、过硫酸铵0.1-0.5、巯基乙酸0.1-0.5、抗坏血酸0.1-0.5的用量比为150:15:25:5:0.2:0.2:0.3.
实施例2
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中还加入了与烯丙基聚氧乙烯醚重量比0.5：150的羟基硅油。
实施例3
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中还加入了与烯丙基聚氧乙烯醚重量比1：150的羟基硅油。
实施例4
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中烯丙基聚氧乙烯醚与甲氧基聚乙二醇马来酸酯重量比5：150。
实施例5
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中不加入2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸。
对比例1
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中不加入甲氧基聚乙二醇马来酸酯。
对比例2
其他条件与实施例1相同，不同之处在于混合液i的制备过程中烯丙基聚氧乙烯醚与甲氧基聚乙二醇马来酸酯的重量比为1:1。
表1：将本发明减水剂和对比例减水剂含水量以及性能比较
表2混凝土坍落度和泌水性能结果