一种多支链聚羧酸减水剂的低温合成方法技术

本发明专利技术公开了一种多支链聚羧酸减水剂的低温合成方法，1）在设定温度和搅拌条件下，将不饱和聚氧乙烯醚和水组成的底料，投入反应釜中；2）底料完全溶解后，投入引发剂，同时滴加事先配置好的A料和B料；3）A料和B料的滴加时间控制在0.5-1.5h，滴加完后继续反应0.5-1.5h，加水稀释并用液碱中和至pH为6-8，即得；其中，所述A料包括不饱和羧酸、不饱和季铵盐单体和水；所述B料包括还原剂、链转移剂和水。本发明专利技术提供了的聚羧酸减水剂的合成方法，可以在5-30℃范围内一步合成多支链聚羧酸减水剂，选用的引发剂和还原剂为低温聚合引发体系，以水作溶剂，反应过程无需外加热能，制备工艺简单，反应时间短，既环保又经济。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土用聚羧酸减水剂的合成方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂是一类具有梳型结构的共聚物，主要是由不饱和聚氧乙烯醚和不饱 和羧酸以及其他不饱和小单体经自由基共聚反应而制备所得。目前，在聚羧酸减水剂的合 成工艺中，需通过蒸汽加热，反应温度控制在60_70°C，反应时间4-5小时，生产周期6小时 左右。如果能够改进聚合工艺，反应在低温及室温下（5_30°C )，就能节省锅炉、冷却水循环 系统的投入，同时简化工艺，缩短生产周期，降低生产成本，提高经济效益。 聚羧酸减水剂应用到混凝土中，最为主要的功能体现在具有较高的减水率和优良 的保坍性能两个方面。然而近年来，随着大规模基础设施的不断建设，有限的优质的砂石资 源日益匮乏，许多地区不得不使用含泥量高的劣质砂石。聚羧酸减水剂对混凝土中砂石的 含泥量十分敏感，表现为新拌混凝土坍落度变小，坍落度损失很快，严重影响运输、泵送和 施工。同时含泥量高对混凝土强度、耐久性也有不良性能。这些问题严重影响了聚羧酸减 水剂的推广和应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的聚羧酸减水剂在合成和应用中存在的不 足，提供了一种低温（5-30°C )下合成聚羧酸减水剂的方法。 本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现： ，包括如下步骤： 1) 在设定温度和搅拌条件下，将不饱和聚氧乙烯醚和水组成的底料，投入反应釜中； 2) 底料完全溶解后，投入引发剂，同时滴加事先配置好的A料和B料； 3) A料和B料的滴加时间控制在0. 5-1. 5h，滴加完后继续反应0. 5-1. 5h，加水稀释并 用液碱中和至pH为6-8,即得； 其中， 所述A料包括不饱和羧酸、不饱和季铵盐单体和水； 所述B料包括还原剂、链转移剂和水。 优选的，所述的各原料关系为： 不饱和羧酸与不饱和聚氧乙烯醚摩尔比为2-4:1 ; 不饱和季铵盐单体与不饱和聚氧乙烯醚摩尔比为0. 2-0. 6:1 ; 引发剂占不饱和聚氧乙烯醚质量的〇. 3-2. 0% ; 还原剂占不饱和聚氧乙烯醚质量的0. 2-1. 0% ; 链转移剂占不饱和聚氧乙烯醚质量的〇. 2-1. 0% ; 底料中溶质占底料的质量浓度为40-60%。 进一步优选的，所述A料占底料质量的10-15%，B料占底料质量的10-15%。 进一步优选的，总反应物的浓度为35-50%，优选40%。 优选的，所述的不饱和聚氧乙烯醚为异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚 或甲基烯丙醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的组合，分子量为1000-3000,优选2400。 优选的，所述的引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过氧化氢中的一种或 两种以上的组合。 优选的，所述不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸或衣康酸中的一种 或两种以上的组合。 优选的，所述不饱和季铵盐单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化铵或二烯丙基二甲基氯化铵中的一种或两种以上的组合。 优选的，所述还原剂选自亚硫酸氢钠、焦亚硫酸氢钠、次磷酸钠或维生素 C中的一 种或两种。 优选的，所述链转移剂选自巯基乙酸或巯基丙酸中的一种或两种。 优选的，所述的设定温度为5-30°C，优选8-15°C。 优选的，所述的液碱为32wt%氢氧化钠溶液。 优选的，所述的水为自来水或去离子水，优选去离子水。 本专利技术的有益效果： 本专利技术提供了的聚羧酸减水剂的合成方法，可以在5-30°C范围内一步合成多支链聚羧 酸减水剂，选用的引发剂和还原剂为低温聚合引发体系，以水作溶剂，反应过程无需外加热 能，制备工艺简单，反应时间短，既环保又经济。 该方法以不饱和聚氧乙烯醚，不饱和羧酸以及不饱和季铵盐单体为原料，合成出 具有高减水、高保坍，适应性强的多支链聚羧酸减水剂。所制备的多支链聚羧酸减水剂，分 子结构新颖，主链具有阴离子和阳离子，支链具有非离子的结构特点。主链具有羧酸阴离子 基团，对水泥矿物ξ电位为正的C3A和C4AF的优先吸附和分散，当达到饱和吸附后，还可 以借助季铵盐阳离子基团，进一步的被水泥矿物中ξ电位为负的C3S和C2S吸附，提高了 饱和掺量，同时还可以屏蔽部分因包含高价金属离子而带有正电荷的粘泥表面和层间的吸 附，有利于发挥聚羧酸聚减水剂对水泥的分散作用。【具体实施方式】 以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 实施例1: 在环境温度为20°C和搅拌条件下，将360kg分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚(上 海台届化工有限公司，TJ-188)和360kg自来水组成的底料投入反应釜中。底料完全溶解 后，投入3kg过硫酸铵，搅拌均匀后同时滴加事先配置好的A料和B料。A料为由25kg丙烯 酸、6kg丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和60kg自来水组成的混合溶液，B料为0. 75kg维生素 C、2kg巯基乙酸和88kg自来水组成的混合溶液。A料1小时滴加完，B料1小时滴加完。B 料滴加完后，继续反应〇. 5小时，然后加水稀释至固体含量为40%，再用32wt%氢氧化钠溶液 中和至pH为7,即得产品。 实施例2: 在环境温度为10°c和搅拌条件下，将350kg分子量为2400的异丁烯醇聚氧乙烯醚(南 京扬子奥克化学有限公司，OXAC-608)和350kg去离子水组成的底料投入反应釜中。底料 完全溶解后，投入3. 5kg30wt%过氧化氢，搅拌均匀后同时滴加事先配置好的A料和B料。A 料为由38. 5kg甲基丙烯酸、11. 5kg甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和40kg去离子水组成 的混合溶液，B料为1.05kg维生素 C、1.9kg巯基乙酸和108kg去离子水组成的混合溶液。 A料1小时滴加完，B料1. 5小时滴加完。B料滴加完后，继续反应1. 5小时，然后加水稀释 至固体含量为40%，再用32wt%氢氧化钠溶液中和至pH为6,即得产品。 实施例3: 在环境温度为15°C和搅拌条件下，将350kg分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚(乐 天化学（嘉兴）有限公司，VP当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多支链聚羧酸减水剂的低温合成方法，其特征在于：包括如下步骤：1）在设定温度和搅拌条件下，将不饱和聚氧乙烯醚和水组成的底料，投入反应釜中；2）底料完全溶解后，投入引发剂，同时滴加事先配置好的A料和B料；3）A料和B料的滴加时间控制在0.5‑1.5h，滴加完后继续反应0.5‑1.5h，加水稀释并用液碱中和至pH为6‑8，即得；其中，所述A料包括不饱和羧酸、不饱和季铵盐单体和水；所述B料包括还原剂、链转移剂和水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建淮，冯金之，夏磊，林华锋，付长红，
申请(专利权)人：江苏中凯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32