一种制备聚羧酸减水剂的方法及其设备技术

本发明专利技术公开了一种制备聚羧酸减水剂的方法及其设备，其中，制备方法为：将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水和水加入到反应釜中，在催化剂的催化作用下，反应1.5~2.5小时，用碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液；设备包括反应釜，所述反应釜包括壳体，壳体上端设置有投料口，下端设置有出料口，在壳体的侧壁上设置有扰流板，且壳体的内部设置有搅拌桨，该搅拌桨的上端与减速机驱动相连，所述减速机由电机提供动力；与反应釜连通的第一计量罐、第二计量罐、第三计量罐、第四计量罐、和第五计量罐；具有节能降耗、环保无排、生产简单、生产周期短、结构简单、方便操作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚羧酸减水剂的方法及其设备
本专利技术涉及聚羧酸减水剂的制备，特别提供了一种能够在常温常压条件下制备聚羧酸减水剂的方法及其设备。
技术介绍
减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌和用水量，提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。近年来研究者们开发了一系列的减水剂，如萘系减水剂、磺化三聚氰氨系、氨基磺酸系等。20世纪80年代，日本学者研究了一种新型的聚羧酸系高效减水剂，并且20世纪90年代首次于日本应用这种梳型结构的聚羧酸系减水剂。聚羧酸系减水剂相对其他系减水剂有独特的性质，如分子结构的易变性、优越的分散稳定性，高咸水率、低坍落度损失、与水泥相容性好等，因此全世界混凝土外加剂行业对聚羧酸系减水剂的需求急剧增加。目前，国内的聚羧酸生产工艺采用高温压强技术，存在生产繁琐，不安全，不环保，不节能，原料选用苛刻等诸多缺点，而且使用的制备设备需要附带燃油锅炉以及去离子水等设备，结构复杂，不容易操作，生产周期长，通常为8、个小时。因此，如何对现有的聚羧酸减水剂的制备工艺和制备设备进行改进，以解决上述问题，成为人们亟待解 决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种制备聚羧酸减水剂的方法及其设备，以至少以往制备方法存在的生产繁琐，不安全，不环保，不节能，原料选用苛刻等问题，以及设备结构复杂，不容易操作，生产周期长等问题。本专利技术一方面提供了一种制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水和水加入到反应釜中，在催化剂的催化作用下，反应1.5^3.5小时，用碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液； 其中，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1500~2000份，丙烯酸180~220份，双氧水20~35份，催化剂70-90份； 所述催化剂为维生素C、硝酸锗和氨基丙酸乙酯的混合物。优选，所述催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C2(T50份、硝酸锗15~25份、氨基丙酸乙酯15~25份。进一步优选，所述催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C35份、硝酸锗25份、氨基丙酸乙酯20份。进一步优选，所述原料和催化剂，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1700份，丙烯酸195份，双氧水20份，催化剂80份。进一步优选，所述原材料和催化剂是分步骤加入反应釜中。进一步优选，所述分步骤加入具体为:将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂中的维生素C和水加入反应釜中搅拌，直至溶解； 再将催化剂中的硝酸锗加入反应釜中，搅拌混合； 再将丙烯酸、双氧水和催化剂中的氨基丙酸乙酯同时加入反应釜中，反应1.5^2小时； 最后加入碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液。进一步优选，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。本专利技术另一方面提供了一种制备聚羧酸减水剂的设备，其特征在于，包括: 反应釜，所述反应釜包括壳体，壳体上端设置有投料口，下端设置有出料口，在壳体的侧壁上设置有扰流板，且壳体的内部设置有搅拌桨，该搅拌桨的上端与减速机驱动相连，所述减速机由电机提供动力； 与反应釜连通的第一计量罐、第二计量罐、第三计量罐、第四计量罐、和第五计量罐。优选，所述反应釜和第一~第五计量罐均是由聚丙烯和聚四氟乙烯混合材料制成。进一步优选，所述搅拌桨包括主轴，以及沿着主轴轴向方向分布的多层叶片。本专利技术提供的制备聚羧酸减水剂的方法，以大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸和双氧水为反应原料，在维生素C、硝酸锗和氨基丙酸乙酯混合而成的催化剂的催化作用下，上述反应原料能够在常温常压的条件下进行反应，生成聚羧酸，同时对反应原料也不存在苛刻的要求，而且反应周期短。本专利技术提供制备聚羧酸减水剂的设备，以反应釜为原料的反应场所，以各个计量罐为原料的存放地，可以按照顺序将各个计量罐中各原料导入反应釜中进行反应，为了缩短整个反应周期，提高反应速率，在反应釜内设置了扰流板和搅拌桨，搅拌桨在减速机和电机的带动下进行旋转从而对反应物进行搅拌，使其能够在反应釜内充分混合，在扰流板的作用下反应物能够进行完全的接触，从而使反应原料彻底反应，提高产出。本专利技术提供的制备聚羧酸减水剂的方法及其设备，具有节能降耗、环保无排、生产简单、生产周期短、结构简单、方便操作等优点。【附图说明】图1为制备聚羧酸减水剂设备示意图； 图2为反应爸的结构示意图。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。 为了较好的解决目前制备聚羧酸时需要采用高温压强技术，存在生产繁琐，不安全，不环保，不节能，原料选用苛刻等诸多缺点，本专利技术提供了一种能够在常温常压下进行聚羧酸减水剂制备的方法，具体步骤为，将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水和水加入到反应釜中，在催化剂的催化作用下，反应1.5~3.5小时，用碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液；其中，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1500-2000份，丙烯酸180^220份，双氧水20-35份，催化剂70~90份；所述催化剂为维生素C、硝酸锗和氨基丙酸乙酯的混合物。本专利技术通过大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水发生接枝聚合反应，制备生成聚羧酸，其中，催化剂在低温时显著提高各种原材料分子活性，加剧分子布朗运动烈度，提高了分子间碰撞的机率。从而使之在低温下反应成为可能。由于上述催化剂对反应的良好催化，减少了对反应原料和反应环境的各种苛刻要求，在常温常压下就能够进行聚羧酸的制备，操作简单。优选，所述反应原料和催化剂的配比，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1700份，丙烯酸195份，双氧水20份，催化剂80份。更为优选，催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C 20-50份、硝酸锗15~25份、氨基丙酸乙酯15~25份；最为优选，催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C 35份、硝酸锗25份、氨基丙酸乙酯20份。为了进一步缩短聚羧酸制备的周期，提高产出，上述原材料和催化剂是分步骤加入反应釜中，具体为:将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂中的维生素C和水加入反应釜中搅拌，直至溶解，使脂肪醇聚氧乙烯醚和催化剂维生素C能够充分混合，进行深度催化，缩短反应周期；再将催化剂中的硝酸锗加入反应釜中，搅拌混合，进行进一步的催化；再将丙烯酸、双氧水和催化剂中的氨基丙酸乙酯同时加入反应釜中，反应1.5^2小时；最后加入碱性溶液中和至ΡΗ=6~8，制得聚羧酸溶液，大大缩短了聚羧酸的制备周期，而且通过对脂肪醇聚氧乙烯醚的深度催化，使其能够与丙烯酸、双氧水充分反应，提高产出。其中的碱性溶液优选为氢氧化钠溶液。为了简化制备聚羧酸减水剂设备的结构，本专利技术提供了一种制备聚羧酸减水剂的设备，其主要包括反应釜I以及分别与反应釜I连通的第一计量罐2、第二计量罐3、第三计量罐4、第四计量罐5和第五计量罐6，其中，反应釜I为整个制备聚羧酸减水剂化学反应的容器，而第一计量罐2、第二计量罐3、第三计量罐4、第四计量罐5和第五计量罐6为各反应原料的存储容器，通过将各计量罐与反应釜相连通，可以方便将原料直接导入反应釜内进行反应，方便操作，同时为了缩短整个反应周期，提高产出，将反应釜I进一步设计为包括壳体11，壳体11上端设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：    将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水和水加入到反应釜中，在催化剂的催化作用下，反应1.5~2.5小时，用碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液；其中，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1500~2000份，丙烯酸180~220份，双氧水20~35份，催化剂70~90份；所述催化剂为维生素C、硝酸锗和氨基丙酸乙酯的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，包括如下步骤: 将原材料大单体脂肪醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、双氧水和水加入到反应釜中，在催化剂的催化作用下，反应1.5^2.5小时，用碱性溶液中和至PH=6~8，制得聚羧酸溶液； 其中，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1500~2000份，丙烯酸180~220份，双氧水20~35份，催化剂70-90份； 所述催化剂为维生素C、硝酸锗和氨基丙酸乙酯的混合物。2.按照权利要求1所述制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于:所述催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C2(T50份、硝酸锗15~25份、氨基丙酸乙酯15~25份。3.按照权利要求2所述制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于:所述原料和催化剂，按重量计，脂肪醇聚氧乙烯醚1700份，丙烯酸195份，双氧水20份，催化剂80份。4.按照权利要求2所述制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于:所述催化剂由以下成分按重量比混合而成，维生素C35份、硝酸锗25份、氨基丙酸乙酯20份。5.按照权利要 求1所述制备聚羧酸减水剂的方法，其特征在于:所述原材料和催化剂是分步骤加入反应釜中。6.按照权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：伏文勇，
申请(专利权)人：鞍山盾化聚羧酸设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21