一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土外加剂技术领域，提供了一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法。固体聚羧酸减水剂，主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂按照质量比400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)在40～50℃制成。此固体聚羧酸减水剂的减水保坍性能与传统液态聚羧酸减水剂相当。固体聚羧酸减水剂的制备方法，包括：将不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂和链转移剂，加入到熔融的不饱和聚氧乙烯醚大单体中，在40～50℃进行聚合反应。该制备方法合成温度相对较低，能耗小，制备成本低。

Solid polycarboxylic acid water reducing agent and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of concrete admixture, and provides a solid polycarboxylic acid water reducing agent and a preparation method thereof. Solid polycarboxylate superplasticizer, mainly composed of unsaturated polyoxyethylene ether monomer, unsaturated carboxylic acid monomer, by oxidizing agent, reducing agent and trigger a chain transfer agent according to the mass ratio of 400: (45 ~ 55): (3 ~ 10): (0.6 ~ 2.5): (2 ~ 3) made in 40 to 50 DEG C. The water loss and slump performance of this solid polycarboxylate superplasticizer is comparable to that of the conventional liquid polycarboxylate superplasticizer. Method for preparing solid polycarboxylate superplasticizer: unsaturated carboxylic acid monomer, by oxidizing agent, reducing agent and trigger a chain transfer agent, added to the unsaturated polyoxyethylene macromer melt, in 40 ~ 50 degrees of polymerization. The preparation method has relatively low synthesis temperature, small energy consumption and low preparation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土外加剂
，具体而言，涉及一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸高效减水剂生产浓度一般为20％～50％(质量分数)，不宜储存和运输，限制了其更广泛的应用，粉体聚羧酸减水剂仅给远距离运输带来便捷和成本优势，更重要的是聚羧酸系减水剂粉体化后，极大地扩展了其应用范围，如可用于干混砂浆、压浆料等建筑产品。目前工业化生产的聚羧酸高效减水剂多为液态状，生产能耗较大，而市售粉剂聚羧酸减水剂产品，由于需通过高温雾化干燥，要消耗大量能源，导致成本上升。公开号为CN102372828A的中国专利文献报道了一种合成固体聚羧酸减水剂的制备方法。该专利技术的制备过程存在一定的毒性，影响减水剂后期的应用，增大生产危险性和生产成本。此外，本体聚合法也是常用的制备固体聚羧酸减水剂的方法。采用本体聚合方法合成固态型聚羧酸减水剂，合成时不仅提高了反应釜的利用率，而且产品在保持原有产品高效减水性能的同时又便于包装和运运输，降低了包装运输成本，也便于储存。然而，本体聚合法的温度较高，在此温度下进行生产，升、调温造成生产周期延长，增加了生产耗能，提高成本，另外较高的聚合温度还容易出现聚合体系黏度增大，局部爆聚的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固体聚羧酸减水剂，该固体聚羧酸减水剂的减水保坍性能与传统液态聚羧酸减水剂相当，可用于干混砂浆和灌浆料等建材产品生成以及喷射混凝土，具有广泛的市场应用前景。本专利技术的另一目的在于提供一种固体聚羧酸减水剂的制备方法，该制备方法的合成温度相对较低，能耗小，工艺简单，制备成本低，重复稳定性好，制备过程安全环保，无废弃物产生。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种固体聚羧酸减水剂，主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂在40-50℃制成；其中，不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂的质量比为400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)。一种固体聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：将不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂和链转移剂，加入到熔融的不饱和聚氧乙烯醚大单体中，在40～50℃进行聚合反应。本专利技术提供的一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法的有益效果是：本专利技术提供的固体聚羧酸减水剂主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂按照质量比为400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)在40～50℃温度条件下制成。其中反应温度为40～50℃能够节约能源，提高生产效率；制成的固体产品的减水保坍性能与传统液态聚羧酸减水剂相当，而且粉磨之后装袋易于运输和保存，减少运输成本；所采用的各种试剂易得，且其各自的质量配比设计科学，在该配比范围内，各种试剂相互配合反应能够使制得的固体聚羧酸减水剂的各项性能更佳优异。本专利技术提供的固体聚羧酸减水剂的制备方法，主要包括将不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂和链转移剂，加入到熔融的不饱和聚氧乙烯醚大单体中，在40～50℃进行聚合反应。本专利技术采用了氧化还原引发体系在中温条件下通过本体聚合法合成固体聚羧酸减水剂，本专利技术方法在聚醚熔融之后不需要热源，能耗低，反应周期短，生产成本低，制备过程安全可靠，绿色环保，实现工业大生产的易合成性。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固体聚羧酸减水剂及其制备方法进行具体说明。一种固体聚羧酸减水剂，主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂制成。需要说明的是，在本实施例中，聚羧酸减水剂是具有两亲属性的低分子梳型聚合物，通常以带有末端双键的端烯基烷撑聚乙烯醚大分子单体与不饱和羧酸小分子单体在引发剂的作用下以共聚方式合成的，其中，大分子单体和小分子单体的端烯基通过共聚和以加聚方式形成乙烯基主链。在本实施例中，大单体即为大分子单体：带有可聚合端基的线型聚合物，一般分子量在1000～2000左右，分子量分布窄。可由负离子聚合、正离子聚合、基团转移聚合、自由基聚合及缩聚等制备。可聚合端基有苯乙烯基、烯丙基、甲基丙烯酰基、环氧基、噁唑啉基等。大分子单体与一般单体共聚，可得到支链长短很规整的接枝共聚物。大分子单体的共聚物或均聚物常被称为梳状聚合物。在本实施例中，优选地，不饱和聚氧乙烯醚大单体包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯聚醚中的任一种。在其他条件一致的情况下，该几种大单体均能制备出性能优异的聚羧酸减水剂。需要说明的是，在本实施例中，小单体指的是一般单体：能与同种或他种分子聚合的小分子的统称。是能起聚合反应或缩聚反应等制成高分子化合物的简单化合物。一般是不饱和的、环状的或含有两个或多个官能团的低分子化合物。在本实施例中，优选地，不饱和双键羧酸类小单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐中的任一种。在其他条件一致的情况下，选取该几种小单体制备出的聚羧酸减水剂的性能更加优异。丙烯酸是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。丙烯酸可发生羧酸的特征反应。丙烯酸及其酯类自身或与其他单体混合后，会发生聚合反应生成均聚物或共聚物。甲基丙烯酸易聚合成水溶性聚合物，可用于聚合物制备。马来酸酐又称顺丁烯二酸酐，简称顺酐，是顺丁烯二酸的酸酐，是生产不饱和聚酯及有机合成的原料。在本实施例中，优选地，引发氧化剂包括过硫酸铵、过硫酸铵、过硫酸、过硫酸盐、过硫酸盐、叔丁基过氧化氢和过氧化二苯甲酰中的任一种；引发还原剂包括抗坏血酸、亚硫酸氢钠、酒石酸、雕白块、十二烷基硫醇、焦亚硫酸钠和焦磷酸亚铁中的任一种。在其他条件一致的情况下，选取该几种引发氧化剂和引发还原剂制备出的聚羧酸减水剂的性能更加优异。链转移剂能有效地使链增长，自由基发生转移，用以调节聚合物的相对分子质量，故又名相对分子质量调节剂。链转移剂的加入对反应速度无大的影响，只是缩短链的长度。链转移剂可以用于控制聚合物的链长度，亦即控制聚合物的聚合度，或聚合物的粘度。在本实施例中，优选地，链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸和十二烷基硫醇中的任一种。选取该几种链转移剂制备出的聚羧酸减水剂的性能更加优异。进一步地，在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂在40～50℃发生聚合反应。在该温度范围内，制得的固体聚羧酸减水剂的减水保坍性能不仅与传统液态聚羧酸减水剂相当，而且相比于传统方法制得的固体聚羧酸减水剂具有较好的净浆初始扩展度并在相同时间内的自身流动性的保持性能更好。进一步地，在本实施例中，不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂的质量比为400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)。各试剂的配比及用量均经过创造性试验得到，在该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体聚羧酸减水剂，其特征在于，主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂在40‑50℃制成；其中，所述不饱和聚氧乙烯醚大单体、所述不饱和双键羧酸类小单体、所述引发氧化剂、所述引发还原剂以及所述链转移剂的质量比为400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)。

【技术特征摘要】
1.一种固体聚羧酸减水剂，其特征在于，主要由不饱和聚氧乙烯醚大单体、不饱和双键羧酸类小单体、引发氧化剂、引发还原剂以及链转移剂在40-50℃制成；其中，所述不饱和聚氧乙烯醚大单体、所述不饱和双键羧酸类小单体、所述引发氧化剂、所述引发还原剂以及所述链转移剂的质量比为400：(45～55)：(3～10)：(0.6～2.5)：(2～3)。2.根据权利要求1所述的固体聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和聚氧乙烯醚大单体、所述不饱和双键羧酸类小单体、所述引发氧化剂、所述引发还原剂以及所述链转移剂的质量比为400：(50～55)：(3～5)：(0.8～2.5)：(2～2.5)。3.根据权利要求1所述的固体聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和聚氧乙烯醚大单体包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚和异丁烯醇聚氧乙烯聚醚中的任一种。4.根据权利要求1所述的固体聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和双键羧酸类小单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸酐中的任一种。5.根据权利要求1所述的固体聚羧酸减水剂，其特征在于，所述引发氧化剂包括过硫酸铵、过硫酸铵、过硫酸、过硫酸盐、过硫酸盐、叔丁基过氧化氢和过氧化二苯甲酰中的任一种；所述引发还原剂包括抗坏血酸、亚硫酸氢钠、酒石酸、雕白块、十二烷基硫醇、焦亚硫酸钠和焦磷酸亚铁中的任一种。6.根据权利要求1所述的固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，邓妮，方世昌，皮永奇，田应兵，
申请(专利权)人：重庆石博士新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50