一种聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法，该聚羧酸系减水剂的原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD-724 100份、丙烯酸7～10份、顺丁烯二酸酐3～7份、甲基丙烯酸0～2份、双氧水0.3～0.6份、引发剂0.5～1.0份、L-抗坏血酸0.1～0.3份、甲醛合次硫酸氢钠0.1～0.2份、链转移剂0.65～1.35份、pH调节剂4～7份和水150～170份。该聚羧酸系减水剂的成本低、减水率高且保坍性好，可广泛应用于各种普通工程及不同地区的高铁、桥梁、大坝和机场等重大工程。该聚羧酸系减水剂的制备方法无需热源，一步聚合，能耗低、反应周期短，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法
本专利技术涉及一种聚羧酸系减水剂及其制备方法和使用方法。
技术介绍
混凝土减水剂是混凝土工业最重要的助剂，其发展历程可分为3代：第一代减水剂(20世纪30年代)：木质素磺酸盐类及松香酸钠、硬脂酸皂类等减水剂。其减水率低，有一定缓凝和引气作用，掺量过多会严重影响混凝土性能；第二代减水剂(20世纪60年代)：萘系、三聚氰胺系等减水剂，其减水率高，不引气、不缓凝，增强效果好，掺量过大对混凝土性能影响不大，但是添加这类减水剂的混凝土坍落度损失大，而且所用的萘、甲醛、三聚氰胺等原料对人体及环境有害；第三代减水剂(20世纪80年代)：聚羧酸系减水剂，是由不饱和脂肪酸和聚氧乙烯醚通过接枝聚合得到的高支化高分子分散剂，与以往的减水剂相比，其具有掺量低，减水率高，混凝土坍落度损失小且不引起明显缓凝，水泥适应性好，有害成分含量低，适宜配制高性能混凝土等特点。随着我国基础设施建设的全面展开，铁路、公路、桥梁等建筑上的混凝土用量大大增加。同时，耐久、耐候、高强等高性能混凝土的生产，越来越依赖于高性能聚羧酸系减水剂。然而，现有聚羧酸系减水剂合成所用原料受石油价格波动巨大，甲基烯丁基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸和甲基丙烯酸等原料价格较高(原料价格在9000～10000元/吨之间)，这大大提高了聚羧酸减水剂的原材料成本。同时，目前聚羧酸减水剂合成大多采用自由基聚合，大多在40～70℃下，通过4～5小时合成得到，合成过程中需要加热，不仅耗能还带来环境污染。在保证产品质量的前提下，如何降低成本，成了聚羧酸减水剂面临的一个重要课题。专利技术内容本专利技术所解决的技术问题在于克服了现有的聚羧酸系减水剂的价格高、制备过程中反应温度高、反应周期长等的缺陷，提供一种聚羧酸系减水剂及其制备方法及使用方法，该聚羧酸系减水剂成本低、减水率高且保坍性好，该聚羧酸系减水剂的制备方法中无需热源，反应温度低，且反应周期短。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种聚羧酸系减水剂，其由下述原料制成，所述原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD-724100份、丙烯酸7～10份、顺丁烯二酸酐3～7份、甲基丙烯酸0～2份、双氧水0.3～0.6份、引发剂0.5～1.0份、L-抗坏血酸0.1～0.3份、甲醛合次硫酸氢钠0.1～0.2份、链转移剂0.65～1.35份、pH调节剂4～7份和水150～170份。其中，所述的聚醚DD-724为上海东大化学有限公司生产，所述聚醚DD-724的数均分子量为2800～4400，其市场价较甲基烯丁基聚氧乙烯醚低约500元/吨，较甲基烯丙基聚氧乙烯醚低约200元/吨。其中，所述丙烯酸的用量较佳地为8～9份。本专利技术中，采用价格便宜的顺丁烯二酸酐替代了部分丙烯酸和甲基丙烯酸，能使得聚羧酸系减水剂的原料成本进一步降低。其中，所述顺丁烯二酸酐的用量较佳地为4～6份。其中，所述甲基丙烯酸的用量较佳地为0.5～1.5份。其中，所述双氧水的用量较佳地为0.4～0.5份。其中，所述引发剂为本领域常规使用的引发剂，较佳地为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种。所述引发剂为更佳地0.5～0.8份的过硫酸铵和0～0.2份的过硫酸钠，所述引发剂最佳地为0.6～0.7份的过硫酸铵和0.05～0.15份的过硫酸钠；其中，所述L-抗坏血酸的用量较佳地为0.15～0.25份。其中，所述甲醛合次硫酸氢钠的用量较佳地为0.12～0.18份。其中，所述链转移剂为本领域常规使用的链转移剂，较佳地为巯基乙酸和/或巯基丙酸。所述链转移剂更佳地为0.6～1.0份的巯基乙酸和0.05～0.35份的巯基丙酸，所述链转移剂最佳地为0.7～0.9份的巯基乙酸和0.1～0.3份的巯基丙酸。其中，所述pH调节剂为本领域常规使用的pH调节剂，较佳地为氢氧化钠和/或氢氧化钾。所述pH调节剂的用量较佳地为5～6份。其中，所述水的用量较佳地为155～165份。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD-724100份、丙烯酸8～9份、顺丁烯二酸酐4～6份、甲基丙烯酸0.5～1.5份、双氧水0.4～0.5份、过硫酸铵0.6～0.7份、过硫酸钠0.05～0.15份、L-抗坏血酸0.15～0.25份、甲醛合次硫酸氢钠0.12～0.18、巯基乙酸0.7～0.9份、巯基丙酸0.1～0.3份、氢氧化钠5～6份和水155～165份。在本专利技术的一更佳实施方式中，所述原料由下述重量份数的组分组成：聚醚DD-724100份、丙烯酸8～9份、顺丁烯二酸酐4～6份、甲基丙烯酸0.5～1.5份、双氧水0.4～0.5份、过硫酸铵0.6～0.7份、过硫酸钠0.05～0.15份、L-抗坏血酸0.15～0.25份、甲醛合次硫酸氢钠0.12～0.18、巯基乙酸0.7～0.9份、巯基丙酸0.1～0.3份、氢氧化钠5～6份和水155～165份。本专利技术的聚羧酸系减水剂为无色至淡黄色透明液体，其中有效活性成分的浓度一般为43％～47％。本专利技术还提供了如前所述的聚羧酸系减水剂的制备方法，按本领域常规的工艺步骤，将除所述pH调节剂以外的原料混合进行聚合反应，然后用所述pH调节剂调节反应后物料的pH值至6.0～7.0，即得。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述聚羧酸系减水剂的制备方法包括下述步骤：(1)在室温以及搅拌状态下，向底料C中加入溶液A和溶液B，进行聚合反应；所述溶液B的加入时机早于所述溶液A，所述溶液A的加入速度以30～60min时加完为准，所述溶液B的加入速度以40～70min时加完为准；所述溶液A包括以下重量份数的组分：丙烯酸7～10份、甲基丙烯酸0～2份、顺丁烯二酸酐3～7份、L-抗坏血酸0.15～0.35份、甲醛合次硫酸氢钠0.1～0.2份、链转移剂0.65～1.35份和水41～49份；所述溶液B包括以下重量份数的组分：引发剂0.5～1.0份和水53～61份；所述底料C包括以下重量份数的组分：聚醚DD-724100份、双氧水0.3～0.6份和水56～60份；(2)用4～7重量份的pH调节剂调节聚合反应后的物料的pH值至6.0～7.0，即得。其中，所述溶液A、溶液B、底料C和pH调节剂中的各组分的优选条件都如前所述。按本领域常识，所述溶液A、溶液B和底料C在使用前分别经过混合至均匀的操作。在该较佳实施方式中，所述制备方法无需惰性气氛进行保护即可进行。步骤(1)中，对于所述搅拌的速度没有特殊要求，只要能够使所述溶液A、溶液B与底料C混合均匀即可。步骤(1)中，所述加入的方法可为本领域常规的方法。所述加入的方式较佳地为滴加。所述溶液A和所述溶液B更佳地分别从一高位槽A和一高位槽B中滴加到所述底料C中。“所述溶液B的加入时机早于所述溶液A”是指溶液B在最初加入的时刻早于溶液A，不表示“在加完溶液B后再加入溶液A”，一般在开始加入所述溶液B的1～3min后即可加入所述溶液A。较佳地，所述溶液A的加入速度以40～50min时加完为准，所述溶液B的加入速度以50～60min时加完为准。本专利技术的制备方法中，在保证保坍性能的前提下，加料时间大幅缩短，加入速度大幅增加；而现有的聚羧酸系减水剂的制备工艺中，为确保产品的保坍性能，加完溶液A和溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸系减水剂，其特征在于，其由下述原料制成，所述原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD‑724100份、丙烯酸7～10份、顺丁烯二酸酐3～7份、甲基丙烯酸0～2份、双氧水0.3～0.6份、引发剂0.5～1.0份、L‑抗坏血酸0.1～0.3份、甲醛合次硫酸氢钠0.1～0.2份、链转移剂0.65～1.35份、pH调节剂4～7份和水150～170份。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸系减水剂，其特征在于，其由下述原料制成，所述原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD-724100份、丙烯酸7～10份、顺丁烯二酸酐3～7份、甲基丙烯酸0～2份、双氧水0.3～0.6份、引发剂0.5～1.0份、L-抗坏血酸0.1～0.3份、甲醛合次硫酸氢钠0.1～0.2份、链转移剂0.65～1.35份、pH调节剂4～7份和水150～170份。2.如权利要求1所述的聚羧酸系减水剂，其特征在于，所述丙烯酸的用量为8～9份；和/或，所述顺丁烯二酸酐的用量为4～6份；和/或，所述甲基丙烯酸的用量为0.5～1.5份；和/或，所述双氧水的用量为0.4～0.5份；和/或，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种；和/或，所述L-抗坏血酸的用量为0.15～0.25份；和/或，所述甲醛合次硫酸氢钠的用量为0.12～0.18份；和/或，所述链转移剂为巯基乙酸和/或巯基丙酸；和/或，所述的pH调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾；和/或，所述水的用量为155～165份。3.如权利要求1或2所述的聚羧酸系减水剂，其特征在于，所述引发剂为0.5～0.8份的过硫酸铵和0～0.2份的过硫酸钠，较佳地为0.6～0.7份的所述过硫酸铵和0.05～0.15份的所述过硫酸钠；和/或，所述链转移剂为0.6～1.0份的巯基乙酸和0.05～0.35份的巯基丙酸，较佳地为0.7～0.9份的巯基乙酸和0.1～0.3份的巯基丙酸；和/或，所述pH调节剂的用量为5～6份。4.如权利要求1所述的聚羧酸系减水剂，其特征在于，所述原料包括下述重量份数的组分：聚醚DD-724100份、丙烯酸8～9份、顺丁烯二酸酐4～6份、甲基丙烯酸0.5～1.5份、双氧水0.4～0.5份、过硫酸铵0.6～0.7份、过硫酸钠0.05～0.15份、L-抗坏血酸0.15～0.25份、甲醛合次硫酸氢钠0.12～0.18、巯基乙酸0.7～0.9份、巯基丙酸0.1～0.3份、氢氧化钠5～6份和水155～165份。5.如权利要求1所述的聚羧酸系减水剂，其特征在于，所述原料由下述重量份数的组分组成：聚醚DD-724100份、丙烯酸8～9份、顺丁烯二酸酐4～6份、甲基丙烯酸0.5～1.5份、双氧水0.4～0.5份、过硫酸铵0.6～0.7份、过硫酸钠0.05～0.15份、L-抗坏血...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚杰，罗琼，高振伟，王万林，杜辉，董建国，王振波，
申请(专利权)人：上海东大化学有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31