一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：1)将一定比例的聚醚大单体和水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2)控制温度在70‑75℃，开始加入一定量有机过氧类引发剂、增溶剂、链转移剂；3)5min后，开始滴加溶液B，10min开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为a小时，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液A由一定比例的丙烯酸和水组成，溶液B由偶氮类引发剂和醇类有机溶剂组成；4)滴加结束后，将温度升到95‑98℃，保持温度恒定，熟化b小时，之后冷却切片封装，即得所述的一种高适应性高固含聚羧酸减水剂。本发明专利技术所制备的产品具有高固含、适应性好、减水率高、保坍性能好等特点，适合工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
减水剂是现代混凝土不可缺少的组分，目前市面上生产销售的普通聚羧酸减水剂母液固含通常在40％左右，因为含有大量的水分作为溶剂，导致在储存和运输方面花费成为企业不可忽视支出。无论生产企业还是工程单位，对高固含聚羧酸减水剂都有着强烈的需求。目前的市面上的高固含聚羧酸减水剂是通过对液体聚羧酸减水剂加热喷雾干燥以后获得，不仅性能有所下降，而且设备复制，成本较高。随着工程建设步伐的稳步推进，一种高固含高性能而且经济性良好的高固含聚羧酸减水剂拥有很大的发展应用前景。专利CN106543382A公开了一种固片状聚羧酸减水剂及其聚合制备方法，具体步骤如下：将850-890份聚醚大单体置于反应釜内，不添加水及任何有机溶剂，加热至65-75℃；搅拌直至聚醚大单体溶解完全，稳定温度为65-75℃，一次性投入5-10份弱链转移剂、2.5-5.0份有机过氧类引发剂、7.5-12.5份不饱和二元羧酸和25-40份丙烯酸；一次性加入上述物料后，开始滴加50-80份丙烯酸和1.2-3.5份强链转移剂的混合溶液，滴加过程分两次投入偶氮类引发剂；滴加完毕后，熟化12h，加7.5-16.0份中和剂，搅拌均匀，冷却后切片，即得成品。专利CN107163197A公开了一种高性能固体聚羧酸减水剂的制备方法，本专利技术公开了一种高性能固体聚羧酸减水剂的制备方法，该减水剂包括以下重量百分含量的原料：丙烯酸9-13.5％，巯基丙酸0.18-0.45％，维生素C水溶液0.18-0.45％，吩噻嗪或对苯二酚活性保护剂0.18-0.45％，电解质粘度调节剂0.18-0.45％，过硫酸铵水溶液0.27-0.54％，甲基烯丙基聚氧乙烯醚63-76.5％，水余量。冷却切片，粉碎，包装封口后入库。专利CN102372458A公开了一种固体聚羧酸减水剂的制备方法，该专利技术涉及一种固体聚羧酸减水剂，该减水剂是由不饱和酸和其他不饱和单体在有机溶剂中进行共聚，然后经分离沉淀和低温干燥后制备得到。区别于以上专利，本专利技术未完全使用本体聚合的方法制备高固含减水剂，在底料中加入适量的水，并通过优化的工艺设计及原料选择，制备出性能良好高固含产品，填补了现阶段无水本体聚合产品无法大规模应用的空缺。采用双引发后蒸馏法，去除多余引发剂，获得结构更合理的减水剂分子。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法。目前采用本体聚合的方式制备固体聚羧酸减水剂，都无法获得减水率高、适应性良好的产品，主要是因为本体聚合反应的粘度较大，最终无法获得理想的减水剂构型以及合适的分子量。本专利技术通过在底料中引入少量水，构建出粘度较小的、适于合成反应进行的环境。在此基础上，引入增溶剂，进一步确保各原料在低溶剂条件下的能均匀混合接触。本专利技术针对反应的工艺温度，选择合适半衰期的偶氮类引发剂。具体来说，温度选择过低，会导致引发剂的半衰期过长，引发剂残留量大，单体的转化率就底；而温度过高，则半衰期过短，早期就有大量分解，到聚合后期将无足够量的引发剂来保持适当的聚合速率，最终造成聚合产物的分子结构不均匀。在该工艺的温度条件下，其他的引发剂如过硫酸铵等容易产生诱导分解，即徒然消耗了一分子引发剂，从而导致引发剂的效率降低，同时也使聚合度降低的现象；而偶氮类引发剂不发生诱导分解，容易形成高分子质量的聚合物。选择适合半衰期适合的以及半衰期温度略高的偶氮类引发剂复合引发，让整个引发体系平稳过度。最后再采用后蒸馏法升温熟化，不仅可以去除残留的引发剂，控制得到比较适宜的分子量，也能进一步将将反应进行完全，获得性能良好的产品。本专利技术的技术方案如下：一种高适应性高固含聚羧酸减水剂，其特征在于：所述高适应性高固含聚羧酸减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、偶氮类引发剂、醇类有机溶剂、丙烯酸、有机过氧类引发剂、增溶剂、链转移剂、中和剂、水；制备方法包括以下步骤：1)将590-615份聚醚大单体和200-220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2)测定釜内温度，控制温度在70-75℃，温度稳定后，一次性加入2.2-3.8份增溶剂、6-9份链转移剂、2.5-5份有机过氧类引发剂；3)待5min后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为a小时，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由2-3.5份偶氮类引发剂、10-15份醇类有机溶剂和40-50份水组成，溶液A由55-75份丙烯酸和30-60份水组成；4)滴加结束后，将温度升至93-97℃，保持温度恒定，熟化b小时，待反应溶液温度低于40℃时，缓慢加入6-10份中和剂，冷却切片后，即得固含量为92-98％的高适应性高固含聚羧酸减水剂。所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种组成；优选异戊烯醇聚氧乙烯醚。所述偶氮类引发剂为1h半衰期温度在70-90℃的偶氮类引发剂，具体由偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或两种组成；优选质量比为1:1的偶氮二异丁腈和偶氮二异戊腈的组合物。所述醇类有机溶剂由甲醇、乙醇、苯甲醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种组成；优选具有一定链转移能力的醇；优选质量比1:1的乙醇和苯甲醇的组合物。所述增溶剂由三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸镁中的一种或几种组成；优选质量比为1:2的三聚磷酸钠和十二烷基硫酸镁的组合物。所述链转移剂由巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、次亚磷酸钠中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的组合物。所述有机过氧类引发剂为1h半衰期温度在60-72℃的有机过氧类引发剂，具体由过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种组成；优选质量比1:2的过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化二碳酸二异丙酯的组合物。所述中和剂由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或几种组成；优选质量比为1:1的甲醇钠和乙醇胺的组合物。所述溶液A滴加时间a为2-3.5h；优选2.5h。所述熟化时间b为2-6h；优选2.5h。本专利技术的有益效果是：1、采用合适的合成工艺，通过引入一定量的底水以及增溶剂，显著降低聚合反应时的粘度，为体系提供较好的反应环境，所得产品具有高固含、适应性好、减水率高、保坍性能好等特点，适合工业生产。2、采用复合引发，选择1h半衰期温度在60-72℃的初始引发剂带动初始引发；又选择1h半衰期温度在70-90℃偶氮类引发剂；同时，偶氮类引发剂不发生诱导分解，引发效果比较平稳；整个引发体系过渡平稳，利于形成稳定合适的分子量。3、针对偶氮类引发剂不溶于水而溶于醇的特点，配合具有一定链转移功能的醇类有机溶剂，将偶氮类引发剂溶于醇类之后再溶于水，采用匀速滴加的方法，合理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述高适应性高固含聚羧酸减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、偶氮类引发剂、醇类有机溶剂、丙烯酸、有机过氧类引发剂、增溶剂、链转移剂、中和剂、水；总质量1000份，制备方法包括以下步骤：1)将590‑615份聚醚大单体和200‑220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2)测定釜内温度，控制温度在70‑75℃，温度稳定后，一次性加入2.2‑3.8份增溶剂、6‑9份链转移剂、2.5‑5份有机过氧类引发剂；3)待5min后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为a小时，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由2‑3.5份偶氮类引发剂、10‑15份醇类有机溶剂和40‑50份水组成，溶液A由55‑75份丙烯酸和30‑60份水组成；4)滴加结束后，将温度升至93‑97℃，保持温度恒定，熟化b小时，待反应溶液温度低于40℃时，缓慢加入6‑10份中和剂，冷却切片后，即得固含量为92‑98％的高适应性高固含聚羧酸减水剂。

【技术特征摘要】
1.一种高适应性高固含聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述高适应性高固含聚羧酸减水剂主要由以下组分制备而成：聚醚大单体、偶氮类引发剂、醇类有机溶剂、丙烯酸、有机过氧类引发剂、增溶剂、链转移剂、中和剂、水；总质量1000份，制备方法包括以下步骤：1)将590-615份聚醚大单体和200-220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2)测定釜内温度，控制温度在70-75℃，温度稳定后，一次性加入2.2-3.8份增溶剂、6-9份链转移剂、2.5-5份有机过氧类引发剂；3)待5min后，依次开始滴加溶液B、溶液A，溶液B滴加完毕后，10min内开始滴加溶液A，溶液A滴加时间为a小时，溶液B滴加时间为a+0.5小时；溶液B由2-3.5份偶氮类引发剂、10-15份醇类有机溶剂和40-50份水组成，溶液A由55-75份丙烯酸和30-60份水组成；4)滴加结束后，将温度升至93-97℃，保持温度恒定，熟化b小时，待反应溶液温度低于40℃时，缓慢加入6-10份中和剂，冷却切片后，即得固含量为92-98％的高适应性高固含聚羧酸减水剂。2.根据权利要求1所述一种高适应性高固含聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚醚大单体由烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种组成。3.根据权利要求1所述一种高适应性高固含聚羧酸减水剂，其特征在于：所述偶氮类引发剂为1h半衰期温度在70-90℃的偶...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，罗正权，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42