一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法，涉及减水剂领域，该缓释型聚羧酸减水剂采用一元羧酸酯和二元羧酸酯混合使用。二元羧酸酯需要在碱性或酸性环境且在较高的温度下才能发生水解，二元羧酸酯的水解环境较低级羧酸酯苛刻，其水解速度低于一元羧酸酯。从而使该缓释型聚羧酸减水剂具有相对较长的缓释时间，能长时间地保持较高的坍落度，具有更持久的保坍效果。该缓释型聚羧酸减水剂的制备方法操作方便，简单易行，可操作性强，通过分批加料的方式，控制了反应的速率，减少了副反应的发生。其生产效率高，易于工业化生产。

Slow releasing polycarboxylic acid water reducing agent and preparation method thereof

Disclosed is a slow-release polycarboxylic acid water reducing agent and a preparation method thereof, relating to the field of water reducing agent, and the slow-release type polycarboxylate water reducing agent adopts mixed use of a single carboxylic acid ester and a two yuan carboxylic ester. Two yuan carboxylic acid ester needs to be hydrolyzed in alkaline or acidic environment and at higher temperature. The hydrolysis environment of two yuan carboxylic ester is lower than that of lower carboxylic ester, and its hydrolysis rate is lower than that of carboxylic acid ester. Thus, the slow-release Polycarboxylic Water reducing agent has relatively long release time, can maintain high slump for a long time, and has a more lasting collapse prevention effect. The preparation method of the slow-release polycarboxylic acid water reducing agent has the advantages of convenient operation, simple operation and strong operability, and the rate of reaction is controlled by the way of batch feeding, and the occurrence of side effect is reduced. The utility model has high production efficiency and is easy for industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术涉及减水剂领域，具体而言，涉及一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
减水剂是一种能减少拌合用水量的混凝土外加剂。将减水剂加入到混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性，并同时达到节约水泥的目的。聚羧酸减水剂是目前最为常用的一类高效减水剂，相较于传统的萘系磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩聚物等减水剂，聚羧酸减水剂具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强等优势。目前市场上合成的缓释型减水剂都是用一元酸羟酯合成出来的，该缓释型减水剂缓释时间相对较短，尤其在夏季高温条件下运输和泵送混凝土，坍落度损失更为严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种缓释型聚羧酸减水剂，其具有相对较长的缓释时间，能长时间地保持较高的坍落度，具有更持久的保坍效果。本专利技术的另一目的在于提供一种缓释型聚羧酸减水剂的制备方法，该制备方法操作方便，简单易行，可操作性强，生产效率高，易于工业化生产。本专利技术的实施例是这样实现的：一种缓释型聚羧酸减水剂，该缓释型聚羧酸减水剂由减水剂单体与引发剂、还原剂和链转移剂反应制得；减水剂单体包括聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体，羧酸保护单体包括一元羧酸酯和二元羧酸酯；其中，聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体的物质的量之比为1:1～2:4.5～8。一种上述缓释型聚羧酸减水剂的制备方法，其包括：将聚醚大单体的溶液与引发剂混合搅拌5～20min，得到第一混合溶液；将第一混合溶液与第二混合溶液和第三混合溶液混合并反应40～120min；第二混合溶液由还原剂和链转移剂加水配制而成，第三混合溶液由不饱和羧酸和羧酸保护单体加水配制而成。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供了一种缓释型聚羧酸减水剂，其采用一元羧酸酯和二元羧酸酯混合使用。二元羧酸酯需要在碱性或酸性环境且在较高的温度下才能发生水解，二元羧酸酯的水解环境较低级羧酸酯苛刻，其水解速度低于一元羧酸酯。从而使该缓释型聚羧酸减水剂具有相对较长的缓释时间，能长时间地保持较高的坍落度，具有更持久的保坍效果。本专利技术还提供了一种上述缓释型聚羧酸减水剂的制备方法，操作方便，简单易行，可操作性强，通过分批加料的方式，控制了反应的速率，减少了副反应的发生。其生产效率高，易于工业化生产。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种缓释型聚羧酸减水剂及其制备方法进行具体说明。一种缓释型聚羧酸减水剂，缓释型聚羧酸减水剂由减水剂单体与引发剂、还原剂和链转移剂反应制得；减水剂单体包括聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体，羧酸保护单体包括一元羧酸酯和二元羧酸酯；其中，聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体的物质的量之比为1:1～2:4.5～8。聚醚大单体包括烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯醚中的任一种。不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯酸中的至少一种。聚羧酸减水剂是具有两亲属性的低分子梳型聚合物，通常是以带有末端双键的端烯基烷撑的聚氧乙烯醚大单体与不饱和羧酸小分子单体在引发剂作用下以共聚合方式合成的。其中，大小单体的端烯基通过共聚合以加聚方式形成乙烯基主链，聚醚大单体的聚氧乙烯链段则构成梳型结构侧链。聚醚大单体的分子量在2000～3000之间。一方面，随着聚醚大单体的分子量的增加，减水剂分子的侧链长度增加，空间位阻作用增大，水泥净浆流动度增大；另一方面，聚醚大单体的分子量过大时，空间阻力过大，不利于形成较长的乙烯基主链，从而导致水泥净浆流动度的下降。经过专利技术人创造性的劳动，发现聚醚大单体的分子量在2000～3000之间时，水泥净浆流动度较大。优选地，聚醚大单体的分子量为2300～2600，更优选为2400。在该优选范围内，水泥净浆流动度更佳。一元羧酸酯包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种，二元羧酸酯包括顺式丁烯二羧酸二甲酯、反式丁烯二羧酸二甲酯和烯丙基丙二酸二甲酯中的至少一种。一元羧酸酯水解速度高于二元羧酸酯，二元羧酸酯需要在碱性或酸性环境且在较高的温度下才能发生水解，二元羧酸酯的水解环境较低级羧酸酯苛刻。专利技术人将二元羧酸酯和一元羧酸酯结合使用后，得到了缓释时间相对更长的缓释型减水剂缓释。在夏季这种高温条件下运输和泵送混凝土，坍落度损失更少。聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体的物质的量之比为1:1～2:4.5～8，优选为1：1.5～1.8:6～8。该比例是经过专利技术人创造性劳动之后得到的优化比例，聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体在该比例下进行混合，得到的减水剂分子链长合适，水泥净浆的流动度更佳，同时，其缓释效果明显，缓释时间更长。引发剂包括双氧水、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的至少一种。聚醚大单体和不饱和羧酸的聚合是通过自由基聚合机理进行的，过氧化物用于引发自由基反应。引发剂用量较低时，聚合反应不完全，得到的聚羧酸减水剂的分子量偏低，聚羧酸减水剂的分散性差。而引发剂用量过大，引发剂产生的初级自由基不能及时扩散，降低了引发效率基本不能引发聚合反应，导致流动度大大降低。在本专利技术实施例中，引发剂的质量为减水剂单体的0.5～0.63％，优选为0.55～0.6％。该范围值是专利技术人通过创造性劳动得到的优选值，在该范围之内，可以得到分子量适中，分散性好的聚羧酸减水剂。还原剂包括亚硫酸氢纳、次硫酸氢纳、次磷酸钠、次磷酸钾、吊白块和维生素C中的至少一种。还原剂在反应中与引发剂作用，通过氧化还原反应产生自由基，从而降低引发温度，使聚羧酸减水剂的聚合过程可以在常温下进行。在本专利技术实施例中，还原剂的质量为减水剂单体的0.12～0.25％，优选为0.12～0.15％。该范围值是专利技术人通过创造性劳动得到的优选值，该范围值与引发剂的用量相对应，在该范围之内，还原剂与引发剂的配合下，可以更好地引发聚合反应，得到高品质的聚羧酸减水剂。链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、异丙醇和十二硫醇中的至少一种。链转移剂影响聚羧酸减水剂的分子量大小，而聚羧酸减水剂的分子量大小又决定了聚羧酸减水剂的分散性。本专利技术实施例中，链转移剂的质量为减水剂单体的0.4～0.6％，优选为0.5～0.55％。该范围值是专利技术人通过创造性劳动得到的优选值，在该范围之内，聚羧酸减水剂的分子量始终，分散性较好。本专利技术实施例还提供了一种上述缓释型聚羧酸减水剂的制备方法，其包括：将聚醚大单体的溶液与引发剂混合搅拌5～20min，得到第一混合溶液。其中，聚醚大单体的溶液中聚醚大单体的质量分数为50～65％。实际操作时，在常温条件下，将聚醚大单体加入配有搅拌测温四口瓶中，并加水搅拌即可。反应进行前，先将引发剂均匀分散到聚醚大单体中，可以使反应的引发更加均匀，让反应开始后的初级自由基能够更好的分散，利于得到分子量适中的聚羧酸减水剂，分散性更佳。进一步地，本专利技术实施例所提供的一种上述缓释型聚羧酸减水剂的制备方法还包括：将第一混合溶液与第二混合溶液和第三混合溶液混合并反应40～120mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述缓释型聚羧酸减水剂由减水剂单体与引发剂、还原剂和链转移剂反应制得；所述减水剂单体包括聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体，所述羧酸保护单体包括一元羧酸酯和二元羧酸酯；其中，所述聚醚大单体、所述不饱和羧酸和所述羧酸保护单体的物质的量之比为1:1～2:4.5～8。

【技术特征摘要】
1.一种缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述缓释型聚羧酸减水剂由减水剂单体与引发剂、还原剂和链转移剂反应制得；所述减水剂单体包括聚醚大单体、不饱和羧酸和羧酸保护单体，所述羧酸保护单体包括一元羧酸酯和二元羧酸酯；其中，所述聚醚大单体、所述不饱和羧酸和所述羧酸保护单体的物质的量之比为1:1～2:4.5～8。2.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚醚大单体包括烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯醚中的任一种。3.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸和丁烯酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述一元羧酸酯包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种，所述二元羧酸酯包括顺式丁烯二羧酸二甲酯、反式丁烯二羧酸二甲酯和烯丙基丙二酸二甲酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述引发剂包括双氧水、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的至少一种，所述引发剂的质量为所述减水剂单体的0.5～0.63％。6.根据权利要求1所述的缓释型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述还原剂包括亚硫酸氢纳、次硫酸氢纳、次磷酸钠、次磷酸钾、吊白块和维生素C中的至少一种，所述还...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾洪文，邹灵俊，柳旭峰，汪颖，孟宪宏，
申请(专利权)人：吉林众鑫化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22