一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法，包括以下步骤：将不饱和醇聚醚或不饱和酯类化合物加入反应容器中，再向该反应容器中加入不饱和羧酸类化合物，搅拌混合均匀，升温至30℃～70℃后，加入引发剂，同时滴加还原剂与链转移剂，搅拌以进行自由基共聚反应；反应完成后，后处理，即得所述聚羧酸类建筑外加剂；所述引发剂选自以下任一种或多种：过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸。所述合成方法巧妙利用过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸中的任一种或多种替代过氧化氢作为引发剂的氧化组分，与还原剂发生氧化还原反应产生活性自由基；通过相关检测发现，所述聚羧酸类建筑外加剂各项性能稳定，性能波动小，兼具优异的初始性能和缓凝保坍性能。

Synthesis method of polycarboxylic acid building admixture

The present invention provides a method for the synthesis of poly carboxylic acid additive, which comprises the following steps: unsaturated alcohol polyether or unsaturated ester compound into a reaction vessel, and then to the reaction vessel of unsaturated carboxylic acid compounds, uniformly mixing, heating to 30 to 70 DEG C, adding initiator. At the same time adding reducing agent and chain transfer agent, mixing with free radical copolymerization reaction; after the reaction, postprocessing, and obtaining the poly carboxylic acid additive; the lead to any one or more of the following: the agent is selected from sodium peroxide and calcium peroxide, peracetic acid. The synthesis method of the ingenious use of sodium peroxide and calcium peroxide, peracetic acid in any one or more alternative hydrogen peroxide as the initiator of oxidation group agent, reducing agent and oxidation of reactive free radicals are produced by reduction reaction; related testing found that the construction of the performance of polycarboxylate admixture is stable, the performance fluctuation is small, both the excellent performance of the initial slump and retarding performance.

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法
本专利技术涉及一种建筑外加剂，尤其涉及一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法。
技术介绍
聚羧酸类建筑外加剂是继木质磺酸盐类减水剂、萘系减水剂后的新型建筑外加剂，目前广泛应用于国内外各类工业建筑、民用建筑、道路桥梁等领域；而且，聚羧酸类建筑外加剂目前已成为使用量最大、应用最范围最广泛的建筑外加剂，在部分工程领域，如核电工程、高强度混凝土(C60及以上)、超高强度混凝土(C80及以上)、高速铁路工程、高层/超高层泵送等混凝土应用领域起到不可替代的作用。现有技术中，记载了通过自由基共聚反应合成聚羧酸类建筑外加剂的反应过程，其中，作为引发剂的通常为过硫酸类化合物和过氧化物，其中过硫酸类化合物包括过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾等；过氧化物类的引发剂通常为过氧化氢。其中，过硫酸类化合物在一定温度下发生分解反应释放活性自由基，过氧化氢通常需要与还原剂进行氧化还原反应，产生活性自由基以引发共聚反应。值得一提的是，在现代建筑工程中，对于建筑外加剂的性能提出了更高要求，现有的聚羧酸类建筑外加剂已无法完全达到工程要求，实际工程应用时通常加入其他种类的外加剂，如缓凝剂、早强剂、引气剂、泵送剂等，以改进相应性能。但上述复配工艺增加了混凝土工程施工的不确定性，增大质量问题风险，提升了相关成本。在现有技术和公知常识中，由于过氧化氢与还原剂，如维生素C、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等发生氧化还原反应的反应速率难以控制，导致反应不同阶段的自由基浓度存在波动，进而影响合成的聚羧酸类建筑外加剂的性能重复性。因此，如何设计并实施一种全新的聚羧酸类建筑外加剂合成工艺，以获得优异的初始性能与缓凝保坍性能，成为了本领域研发人员的研究重点与难点之一。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷与不足，专利技术人拟采用过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸中的一种或多种替代现有技术中的过氧化氢作为自由基共聚反应的引发剂组分，上述过氧化物与水反应可产生过氧化氢，并且所产生的过氧化氢会与还原性组分发生氧化还原反应，产生活性自由基，从而引发含有不饱和碳碳双键的有机化合物的自由基共聚反应，并最终合成聚羧酸类建筑外加剂。因此，本专利技术提供了一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法，包括以下步骤：将不饱和醇聚醚或不饱和酯类化合物加入反应容器中，再向该反应容器中加入不饱和羧酸类化合物，搅拌混合均匀，例如，采用机械搅拌方式混合均匀；升温至30℃～70℃后，加入引发剂，同时滴加还原剂与链转移剂，搅拌以进行自由基共聚反应；反应完成后，后处理，即得所述聚羧酸类建筑外加剂；其中，所述引发剂选自以下任一种或多种：过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸。值得说明的是，在上述聚羧酸类建筑外加剂的合成方法中，反应完成之后所实施的后处理包括：加入氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，以调节反应液pH至5.0～7.5。此外，优选地，所述氢氧化钠或氢氧化钾水溶液的浓度为30％～35％。优选地，在上述合成方法中，所述滴加的持续时间为60min～210min。优选地，在上述合成方法中，所述不饱和醇聚醚或所述不饱和酯类化合物，与所述不饱和羧酸类化合物的摩尔比为1：1.5～1：4.5。优选地，在上述合成方法中，所述不饱和醇聚醚选自以下任一种或多种：异戊烯基聚氧乙烯醚、异丁烯基聚氧乙烯醚、丙烯基聚氧乙烯醚。优选地，在上述合成方法中，所述不饱和酯类化合物为聚乙二醇单甲基醚的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。优选地，在上述合成方法中，所述不饱和羧酸类化合物为丙烯酸或/和甲基丙烯酸。优选地，在上述合成方法中，所述不饱和醇聚醚、所述不饱和酯类化合物的数均分子量为800～4000。优选地，在上述合成方法中，所述引发剂的添加质量为反应物总质量的0.5％～2.5％；并且，所述引发剂与所述还原剂的摩尔比为0.25：1～2.0：1。优选地，在上述合成方法中，所述链转移剂为巯基乙酸或/和巯基丙酸，并且，所述链转移剂的添加质量为反应物总质量的0.2％～1.5％。优选地，在上述合成方法中，所述还原剂选自以下任一种或多种：维生素C、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。综上所述，本专利技术所提供的技术方案，合理且巧妙地采用过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸中的任一种或多种替代过氧化氢作为引发剂的氧化组分，与还原剂发生氧化还原反应产生活性自由基；其中，所采用的过氧化物在特定温度下与水反应的速率固定，反应生成的过氧化氢与还原剂进一步反应生成活性自由基，从而引发自由基共聚反应。并且，通过相关检测发现，依据本专利技术所述的合成方法制得的聚羧酸类建筑外加剂各项性能稳定，性能波动小，兼具优异的初始性能和缓凝保坍性能。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的内容进行详细阐述，但本专利技术并不限于以下实施方式。一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法，包括以下步骤：将不饱和醇聚醚或不饱和酯类化合物加入反应容器中，再向该反应容器中加入不饱和羧酸类化合物，搅拌混合均匀，升温至30℃～70℃后，加入引发剂，同时滴加还原剂与链转移剂，搅拌以进行自由基共聚反应；反应完成后，后处理，即得所述聚羧酸类建筑外加剂；其中，所述引发剂选自以下任一种或多种：过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸。在一个优选实施例中，所述滴加的持续时间为60min～210min。在一个优选实施例中，所述不饱和醇聚醚或所述不饱和酯类化合物，与所述不饱和羧酸类化合物的摩尔比为1：1.5～1：4.5。在一个优选实施例中，所述不饱和醇聚醚选自以下任一种或多种：异戊烯基聚氧乙烯醚、异丁烯基聚氧乙烯醚、丙烯基聚氧乙烯醚。在一个优选实施例中，所述不饱和酯类化合物为聚乙二醇单甲基醚的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。在一个优选实施例中，所述不饱和羧酸类化合物为丙烯酸或/和甲基丙烯酸。在一个优选实施例中，所述不饱和醇聚醚、所述不饱和酯类化合物的数均分子量为800～4000。在一个优选实施例中，所述引发剂的添加质量为反应物总质量的0.5％～2.5％；并且，所述引发剂与所述还原剂的摩尔比为0.25：1～2.0：1。在一个优选实施例中，所述链转移剂为巯基乙酸或/和巯基丙酸，并且，所述链转移剂的添加质量为反应物总质量的0.2％～1.5％。在一个优选实施例中，所述还原剂选自以下任一种或多种：维生素C、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。下述步骤如无特别说明均为常规操作，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。实施例1将1200g分子量为1200的异戊烯基聚氧乙烯醚与100g丙烯酸加入反应容器中，在机械搅拌条件下混合均匀，并升温至50℃，加入16g过氧化钠作为引发剂，并同时恒速滴加5.0g巯基乙酸，滴加时间为120min；并同时恒速滴加维生素C的水溶液，溶质质量为30g，滴加时间为90min。滴加完毕后，充分搅拌反应，该自由基共聚反应的持续时间为150min；反应结束后，加入32％的氢氧化钠水溶液以调节反应液pH至6.8，即得所述聚羧酸类建筑外加剂。实施例2将2400g分子量为1800的异丁烯基聚氧乙烯醚与120g甲基丙烯酸加入反应容器中，在机械搅拌条件下混合均匀，并升温至40℃，加入20g过氧化钙作为引发剂，并同时恒速滴加6.5g巯基丙酸，滴加时间为90min；并同时恒速滴加亚硫酸钠的水溶液，溶质质量为40g，滴加时间为120min。滴加完毕后，充分搅拌反应，该自由基共聚反应的持续时间为135min；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将不饱和醇聚醚或不饱和酯类化合物加入反应容器中，再向该反应容器中加入不饱和羧酸类化合物，搅拌混合均匀，升温至30℃～70℃后，加入引发剂，同时滴加还原剂与链转移剂，搅拌以进行自由基共聚反应；反应完成后，后处理，即得所述聚羧酸类建筑外加剂；其中，所述引发剂选自以下任一种或多种：过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸类建筑外加剂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将不饱和醇聚醚或不饱和酯类化合物加入反应容器中，再向该反应容器中加入不饱和羧酸类化合物，搅拌混合均匀，升温至30℃～70℃后，加入引发剂，同时滴加还原剂与链转移剂，搅拌以进行自由基共聚反应；反应完成后，后处理，即得所述聚羧酸类建筑外加剂；其中，所述引发剂选自以下任一种或多种：过氧化钠、过氧化钙、过氧乙酸。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述滴加的持续时间为60min～210min。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述不饱和醇聚醚或所述不饱和酯类化合物，与所述不饱和羧酸类化合物的摩尔比为1：1.5～1：4.5。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述不饱和醇聚醚选自以下任一种或多种：异戊烯基聚氧乙烯醚、异丁烯基聚氧乙烯醚、丙烯基聚氧乙烯醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟亮，
申请(专利权)人：上海台界化工有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31