一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法，该方法是在常温条件下，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水混合后，搅拌至完全溶解，加入氧化剂/丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，依次滴加预溶好的丙烯酸溶液、以及还原剂与链转移剂的混合溶液，待滴加完全后，将反应溶液充分熟化后，再向反应溶液中加入碱溶液，中和pH为6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。与现有技术相比，本发明专利技术的缓释高保坍型聚羧酸减水剂为化学缓释高保坍型聚羧酸减水剂，通过化学键的断裂，缓慢释放，使聚羧酸减水剂的浓度得到持续的增长以达到保持高保坍效果的目的，本发明专利技术的缓释高保坍型聚羧酸减水剂于各种来源水泥材料相容性强，能够有效屏蔽砂石中泥土的干扰作用。

【技术实现步骤摘要】
一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术属于化学建材
，涉及一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
对于预拌混凝土工业来说，新拌混凝土长距离运输以及高温天气运输时，坍落度损失过大，极大程度影响混凝土的质量和性能，是困扰正常施工且迫切需要解决的问题。为了解决以上问题，已有的解决方案通常是加入较正常掺量稍多的减水剂或将减水剂与缓凝剂和保水剂复合使用。但是这些方案存在一定弊端，比如有时混凝土坍落度满足施工要求但是混凝土早期强度太低而不可接受，也存在混凝土与水泥相容性出现问题而发生坍落度损失过快和不正常凝结现象，有时使用部分缓凝剂会突然出现快速凝结的坍落度损失。另外，随着聚羧酸减水剂合成技术的发展，也有关于化学缓释型聚羧酸减水剂方面的报道。其中，对比文件1(专利号：201610402278.0)提出通过聚乙二醇、硫代乙醇酸、三氯甲烷及对苯二酚等合成缓释型聚羧酸减水剂。但是这种合成工艺较复杂，且反应原料具有有毒有害物质。对比文件2(专利号：201611119375.5)提出通过衣康酸、衣康酸酐以及马酸二甲酯等合成缓释型聚羧酸减水剂，但是这种合成工艺中多涉及单体种类较多且各类单体的竞聚率相差较大，势必导致合成体系不稳定。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术基于聚羧酸减水剂分子结构可设计性强，吸附—分散内在关系，提供了一种缓释型高保坍型聚羧酸减水剂，通过控制聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面上的初始吸附量和吸附速率，可有效控制新拌混凝土的坍落度损失程度，具有良好的应用效果和市场前景。为实现上述目的，本专利技术是通过下述技术方案实现的：一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，该方法是在常温条件下，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水混合后，搅拌至完全溶解，加入氧化剂，丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，充分搅拌至混合均匀，再依次滴加预溶好的不饱和丙烯酸溶液、以及还原剂与链转移剂混合溶液，待滴加完全后，将反应溶液充分熟化后，再向反应溶液中加入碱溶液，中和pH为6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，该方法具体包括以下步骤：(1)在常温条件下，按烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水的质量比为100：(100～140)，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水投入反应容器中，充分搅拌至HPEG完全溶解；(2)向步骤(1)的反应容器中，一次性加入氧化剂、丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，充分搅拌至完全分散均匀；(3)将丙烯酸加入水中，配制成质量浓度为1～5％的预溶丙烯酸溶液，待步骤(2)搅拌均匀后，滴加预溶丙烯酸溶液，控制滴加时间为2～3h；(4)将还原剂与链转移剂加入水中，配制成质量浓度为2～5％的还原剂与链转移剂的混合溶液，待步骤(2)搅拌至混合均匀后，滴加预溶还原剂与链转移剂的混合溶液，控制预溶还原剂与链转移剂的混合溶液滴加时间比丙烯酸溶液的滴加时间长0.5～1h；(5)待步骤(4)中还原剂与链转移剂混合溶液滴加完全后，继续搅拌反应溶液0.5～1h，待反应溶液温度降至30℃后，加入一定量碱溶液，中和反应溶液pH至6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。本专利技术一个较佳实施例中，所述的烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与丙烯酸羟乙酯的质量比为100：(5.0～7.5)。本专利技术一个较佳实施例中，所述的烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与丙烯酸羟丙酯的质量比为100：(2.0～4.0)。本专利技术一个较佳实施例中，所述的烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与丙烯酸的质量比为100:(0.5～2.0)。本专利技术一个较佳实施例中，所述的氧化剂质量为烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)质量的1.5％。本专利技术一个较佳实施例中，所述的还原剂质量为烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)质量的0.3％。本专利技术一个较佳实施例中，所述的链转移剂质量为烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)质量的0.5％。本专利技术一个较佳实施例中，所述的烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)平均相对分子质量为2100，所述的氧化剂为过硫酸铵、双氧水中的一种或两种，所述的还原剂为L-抗坏血酸，所述的链转移剂为巯基丙酸或巯基乙酸中的一种，所述的碱溶液为30％质量浓度的NaOH溶液、KOH溶液或Ca(OH)2中的一种，所述的水为自来水。本专利技术一个较佳实施例中，所述的氧化剂为过硫酸铵，所述的链转移剂为巯基乙酸，所述的碱溶液为30％30％质量浓度的NaOH溶液。通过优选自由基聚合引发剂，并对引发剂进行优化配伍设计应用，因而本专利技术合成工艺中全程无需加热及控温，制备所得的聚羧酸减水剂的母液固含量为35-45％，为无色透明乳液状粘稠液体，生产周期短，仅为3h左右，生产能耗低，既节约能源，又极大降低生产成本，且在工业生产中能大量应用。本专利技术聚羧酸减水剂在符合GB8076-2008《混凝土外加剂》国家标准的基础上，在提高混凝土坍落度保持性能方面上具有独特优势，特别适用于强度等级为C50及以下的混凝土中，售价较低，性价比高，高温炎热天气及长途运输混凝土保坍性能好，水泥适应性广泛，混凝土后期强度高。本专利技术聚羧酸减水剂应用于钢筋混凝土、轻集料混凝土、人工骨料混凝土、桥梁、建筑、水工和路面等结构物生产中，具有较高的减水率，可有效改善混凝土和易性、可泵性，高温炎热天气及长途运输混凝土保坍性能好，具有优异的原材料适应性。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：1)本专利技术的缓释高保坍型聚羧酸减水剂为化学缓释高保坍型聚羧酸减水剂，通过化学键的断裂，缓慢释放，使聚羧酸减水剂的浓度得到持续的增长以达到保持高保坍效果的目的。2)本专利技术的缓释高保坍型聚羧酸减水剂不仅保证混凝土生产工艺简单，而且对混凝土的早期强度不会产生不利影响。3)本专利技术的缓释高保坍型聚羧酸减水剂于各种来源水泥材料相容性强，能够有效屏蔽砂石中泥土的干扰作用。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：常温下向装有搅拌装置的反应器中加入烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)200g，水200g，开启搅拌装置，搅拌至HPEG大单体完全溶解。向反应体系加入过硫酸铵3g，丙烯酸羟乙酯10g，丙烯酸羟丙酯4g，充分搅拌至完全溶解并分散均匀。将4g丙烯酸与35g水混合均匀制备成丙烯酸溶液(即A料)，将1g巯基乙酸，0.6gL-抗坏血酸与40g水混合均匀制备成巯基乙酸与L-抗坏血酸的混合溶液(即为B料)。通过阀门装置控制，将A料和B料逐步匀速滴加至反应体系，其中，A料滴加时间为2.5小时，B料滴加时间为3小时。待A、B料完全滴加完成后，继续搅拌反应溶液0.5小时，待反应溶液温度降至30℃后，加入30％质量浓度的NaOH溶液，中和反应溶液pH至6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。实施例2：常温下向装有搅拌装置的反应器中加入烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)200g，水280g，开启搅拌装置，搅拌至HPEG大单体完全溶解。向反应体系加入过硫酸铵3g，丙烯酸羟乙酯15g，丙烯酸羟丙酯8g，充分搅拌至完全溶解并分散均匀。将1g丙烯酸与40g水混合均匀制备成丙烯酸溶液(即A料)，将1g巯基乙酸，0.6gL-抗坏血酸与50g水混合均匀制备成巯基乙酸与L-抗坏血酸的混合溶液(即为B料)。通过阀门装置控制，将A料和B料逐步匀速滴加至反应体系，其中，A料滴加时间为3小时，B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于，该方法是在常温条件下，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水混合后，搅拌至完全溶解，加入氧化剂，丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，充分搅拌至混合均匀，再依次滴加预溶好的不饱和丙烯酸溶液、以及还原剂与链转移剂混合溶液，待滴加完全后，将反应溶液充分熟化后，再向反应溶液中加入碱溶液，中和pH为6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。

【技术特征摘要】
1.一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于，该方法是在常温条件下，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水混合后，搅拌至完全溶解，加入氧化剂，丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，充分搅拌至混合均匀，再依次滴加预溶好的不饱和丙烯酸溶液、以及还原剂与链转移剂混合溶液，待滴加完全后，将反应溶液充分熟化后，再向反应溶液中加入碱溶液，中和pH为6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述的一种缓释型高保坍型聚羧酸减水剂的常温制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：(1)在常温条件下，按烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水的质量比为100：(100～140)，将烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)与水投入反应容器中，充分搅拌至HPEG完全溶解；(2)向步骤(1)的反应容器中，一次性加入氧化剂、丙烯酸羟乙酯及丙烯酸羟丙酯，充分搅拌至完全分散均匀；(3)将丙烯酸加入水中，配制成质量浓度为1～5％的预溶丙烯酸溶液，待步骤(2)搅拌均匀后，滴加预溶丙烯酸溶液，控制滴加时间为2～3h；(4)将还原剂与链转移剂加入水中，配制成质量浓度为2～5％的还原剂与链转移剂的混合溶液，待步骤(2)搅拌至混合均匀后，滴加预溶还原剂与链转移剂的混合溶液，控制预溶还原剂与链转移剂的混合溶液滴加时间比丙烯酸溶液的滴加时间长0.5～1h；(5)待步骤(4)中还原剂与链转移剂混合溶液滴加完全后，继续搅拌反应溶液0.5～1h，待反应溶液温度降至30℃后，加入一定量碱溶液，中和反应溶液pH至6～6.5，即可制得缓释型高保坍型聚羧酸减水剂。3.根据权利要求2所述的一种缓释高保坍型聚羧酸减水剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：何燕，张小伟，潘正华，李佳豪，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32