本发明涉及一种聚羧酸减水剂，具体涉及一种超低温聚羧酸减水剂及合成方法。
背景技术：
聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。
现有技术中，一般是采用高温的方法合成聚羧酸减水剂，虽然可以缩短反应时间，但反应温度一般在40℃以上，能耗较高不利于成本的控制。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有技术中采用高温的方法合成聚羧酸减水剂，反应温度一般在40℃以上，能耗较高不利于成本的控制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种超低温聚羧酸减水剂及合成方法，以解决现有技术中采用高温的方法合成聚羧酸减水剂，反应温度一般在40℃以上，能耗较高不利于成本的控制的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种超低温聚羧酸减水剂，其制备包括下述重量份的原料：
进一步的，各原料的重量份分别为：
进一步的，各原料的重量份分别为：
进一步的，所述还原剂为vc、酒石酸和吊白块中的任意一种或几种。
进一步的，所述氧化剂为双氧水、过硫酸铵和次亚磷酸钠中的任意一种或几种。
进一步的，所述催化剂为巯基乙醇、巯基丙酸、甲基丙磺酸、巯基乙酸和巯基丙酸中的任意一种或几种。
进一步的，所述f-1088为甲基烯丙基聚氧乙烯醚。
本发明提供的超低温聚羧酸减水剂的合成方法，依次包括下述步骤：
(1)按向烧瓶中直接加入的原料、配置a料的原料、配置b料的原料以及配置中和稀释料的原料分别准备原料：
①向烧瓶中直接加入的原料：
f-1088、水和部分丙烯酸；
或者，f-1088、水和氧化剂；
②配置a料的原料：
部分丙烯酸、催化剂、还原剂和水；
或者，全部丙烯酸、催化剂、还原剂和水；
③配置b料的原料：
氧化剂和水；
或者还原剂和水；
④配置中和稀释料的原料：氢氧化钠和水；
其中，所述氧化剂直接加入烧瓶中或者在b料中配置；
所述还原剂在a料中配置或者在b料中配置；
所述丙烯酸在烧瓶中加入一部分，在a料配置时加入余下的部分；或者所述丙烯酸全部在a料中配置；
(2)配置a料b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)在烧瓶内反应液的温度达到15-35℃，停止加热，在搅拌下将氧化剂、丙烯酸或者还原剂加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为120-150min；
(7)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180-200min；然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60-180min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
本发明提供的超低温聚羧酸减水剂及合成方法，可以在常温下进行聚羧酸减水剂的合成，即使在温度低至15℃，依然可以进行聚羧酸减水剂的合成，大大降低了能耗，有利于生产成本的降低；并且合成的聚羧酸减水剂性能优良，与高温生产的聚羧酸减水剂相比，几乎没有差别。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基乙醇。
1.1原料(如下表1所示)：
表1实施例1原料(各原料单位均为：克)
1.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和双氧水；
②配置a料的原料：丙烯酸、疏基乙醇、vc和水；
③中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，在搅拌下将烧瓶内反应液的温度水浴加热至35℃；
(4)待烧瓶内反应液的温度达到35℃，停止加热，在搅拌下将双氧水加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为120min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为180min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例2：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基丙酸。
2.1原料(如下表2所示)：
表2实施例2原料(各原料单位均为：克)
2.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基丙酸、vc和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，在搅拌下将烧瓶内反应液的温度水浴加热至35℃；
(4)待烧瓶内反应液的温度达到35℃，停止加热，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例3：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基乙醇。
3.1原料(如下表3所示)
表3实施例3原料(各原料单位均为：克)
3.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙醇、vc和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，在搅拌下将烧瓶内反应液的温度水浴加热至35℃；
(4)待烧瓶内反应液的温度达到35℃，停止加热，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例4：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基乙醇。
4.1原料(如下表4所示)：
表4实施例4原料(各原料单位均为：克)
4.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙醇、vc和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)烧瓶内反应液的温度在常温下为15℃，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例5：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基乙醇。
5.1原料(如下表5所示)：
表5实施例5原料(各原料单位均为：克)
5.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙醇、vc和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀在搅拌下将烧瓶内反应液的温度水浴加热至35℃；
(4)烧瓶内反应液的温度在常温下为35℃，停止加热，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例6：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基乙醇。
6.1原料(如下表6所示)：
表6实施例6原料(各原料单位均为：克)
6.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水、丙烯酸和双氧水；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙醇、vc和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)烧瓶内反应液的温度在常温下为35℃，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为150min；同时，在开始滴加a料60min后，将双氧水(向烧瓶中直接加入的原料中准备的双氧水)加入烧瓶内；
(6)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min；然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(7)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例7：
氧化剂：采用次亚磷酸钠、双氧水和过硫酸铵；
还原剂：采用吊白块；
催化剂：采用甲基丙磺酸。
7.1原料(如下表7所示)：
表7实施例7原料(各原料单位均为：克)
7.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水、次亚磷酸钠、双氧水和过硫酸铵；
②配置a料的原料：丙烯酸、甲基丙磺酸和水；
③配置b料的原料：吊白块和水；
④中和稀释的原料；水；
(2)配置a料和b料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)烧瓶内反应液的温度在常温下为21℃，在搅拌下将次亚磷酸钠和双氧水一起加入烧瓶中，持续搅拌并反应5min；目的是先行的发生氧化还原反应，以提高反应釜温度，增加活化体系；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，滴加时间为180min；同时，在开始滴加a料60min后，将过硫酸铵加入烧瓶内；
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为200min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释的原料(水)，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例8：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用酒石酸；
催化剂：采用巯基乙醇。
8.1原料(如下表8所示)：
表8实施例8原料(各原料单位均为：克)
8.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙酸、酒石酸和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)常温，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，a料滴加开始时温度为23.5℃，a料滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实施例9：
氧化剂：采用双氧水；
还原剂：采用酒石酸；
催化剂：采用巯基乙醇。
9.1原料(如下表9所示)：
表9实施例9原料(各原料单位均为：克)
9.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基乙酸、酒石酸和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088和水加入烧瓶中，搅拌均匀；
(4)常温，在搅拌下将丙烯酸加入烧瓶中，持续搅拌并反应10min；
(5)接着在搅拌下开始滴加a料，a料滴加开始时温度为13℃，a料滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
对比例：
氧化剂：采用过硫酸铵；
还原剂：采用vc；
催化剂：采用巯基丙酸。
10.1原料(如下表10所示)：
表10对比例原料(各原料单位均为：克)
10.2制备方法：
依次包括下述步骤：
(1)按上述表1中的原料配比准备：
①向烧瓶中直接加入的原料：f-1088、水和丙烯酸；
②配置a料的原料：丙烯酸、巯基丙酸、酒石酸和水；
③配置b料的原料：双氧水和水；
④中和稀释的原料；氢氧化钠和水；
(2)配置a料、b料和中和稀释料：
①配置a料：将配置a料的原料混合并搅拌均匀，得a料；
②配置b料：将配置b料的原料混合并搅拌均匀，得b料；
③配置中和稀释料：将配置中和稀释料的原料混合并搅拌均匀，得中和稀释料；
(3)将f-1088、水和丙烯酸加入烧瓶中，搅拌并加热至50℃；
(5)待温度加热至50℃，在搅拌下开始滴加a料，a料滴加时间为150min，
(5)接着在搅拌下开始滴加b料，滴加时间为180min，然后保温在滴加结束时反应液的温度，保温时间为60min；
(6)保温后降温40℃以下，最后加入中和稀释料，搅拌均匀，即得超低温聚羧酸减水剂成品。
实验例：
1、依照gb8076-2008《混凝土外加剂》的相关规定进行减水率测定。采用同样掺量进行实施例1-实施例9以及对比例减水率测定。其中，基准水泥300克，水87克，减水剂掺量为胶材的0.09％；基准对比例采用基准水泥300克，水105克。
2、胶砂流动度依照gb/t8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》基准水泥450克，标准砂1350克，水165克(已扣除减水率26.5％)，减水剂掺量为1％(折固18％)即4.5克；基准对比例采用基准水泥450克，水225克，标准砂1350克。
3、混凝土配合比采用铁路crcc认证标准，15升混凝土配比为基准水泥4.95千克，优质河砂10.55千克，小石6.89千克，大石10.32千克，水2.9千克(河沙、石头含水率≤0.5％，故不再计算含水)，减水剂掺量1％，即49.5克(折固18％，引气剂掺量为0.05％),混凝土试模尺寸为150×150×150mm。
4、坍落度试验方法参照gb/t50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》，试块浇筑在测完塌落度后进行浇筑，浇筑时一次性浇筑，捣鼓。基准不含减水。
实验结果如下表1所示：
由表1可知：实施例1-实施例9中合成的超低温聚羧酸减水剂(常温合成)性能优良，与对比例中高温合成的聚羧酸减水剂相比，几乎没有差别。
表1实验结果
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。