一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法。本发明专利技术以不饱和聚氧乙烯醚、不饱和羧酸和不饱和酯为单体原料，在引发剂和链转移剂的作用下，采用自由基本体聚合工艺，制备了一种保坍性固体聚羧酸减水剂。本发明专利技术制备的保坍型固体聚羧酸减水剂具有合成工艺简单高效、绿色环保且节约运输成本等优点，在混凝土应用中且具有良好的和易性和坍落度保持性能，能够较好地满足新拌混凝土远距离运输和施工的需求。

A preparation method of slump retaining solid polycarboxylic acid water reducer

【技术实现步骤摘要】
一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术涉及建筑外加剂领域，更具体而言，涉及一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂具有掺量低、分散性高、保坍性好、分子结构可设计和环境友好等优点，在工程中得到了广泛的应用。目前聚羧酸减水剂最常用的制备方法是采用水溶液自由基聚合工艺，因此市场上常见的多为20-40%质量浓度的液体产品。但液体聚羧酸减水剂受包装和运费的影响，尤其是在施工地点较远的工程中，会导致成本显著增加，所以研发制备固体聚羧酸减水剂对于降低运输成本，推广和发展聚羧酸减水剂有着重要的意义。专利CN100366565C报道了一种粉体聚羧酸减水剂的制备方法。该专利是将聚羧酸减水剂溶液通过雾化器形成雾滴，经干燥、沉降而获得粉体聚羧酸减水剂。该专利技术解决了喷雾干燥过程中减水剂粉体挂壁并可能引发燃烧的问题，但是干燥需要高温导致能耗高，并且高温雾化过程中容易导致聚羧酸减水剂发生部分交联，破坏聚羧酸减水剂的结构。专利CN102936349A报道了一种固体聚羧酸减水剂的生产方法。该专利是将液体聚羧酸减水剂采用传送带送入微波干燥箱进行传送干燥，干燥温度为93～98℃。该专利技术避免了喷雾干燥能耗高、固体产品性能低的问题，但是微波干燥增加了固体产品的生产成本，不适宜大规模工业化生产。专利CN105061690A报道了一种高减水型固体聚羧酸高性能减水剂的制备方法。该专利将不饱和聚氧乙烯醚加热熔融后，在引发剂作用下滴加不饱和羧酸、不饱和酰胺和链转移剂的混合液，通过自由基本体聚合反应制得固体聚羧酸高性能减水剂。该专利技术具有工艺简单、转化率高且环保无污染等优点，但是产品分散保持性差，难以满足预拌混凝土长途运输的要求。专利CN106749967A报道了一种固体保坍型聚羧酸减水剂的制备方法。该专利通过在聚合体系中加入有机溶剂来降低反应体系的浓度，避免凝胶反应的发生，反应完成后通过真空除去有机溶剂。该专利技术制备的固体聚羧酸减水剂具有优异的减水分散效果和分散保持能力，但是使用有机溶剂再脱除不仅增加了生产成本，而且容易造成环境污染。基于上述存在问题，本专利技术对保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法进行改进，以满足其在不同的工程中的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法。该方法采用本体聚合工艺，得到了一种保坍型固体聚羧酸减水剂，实现了在水泥碱性环境中缓慢释放的效果，有效延长了保坍时间，增强了保坍性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：以不饱和聚氧乙烯醚、不饱和羧酸和不饱和酯为单体原料，在引发剂和链转移剂的作用下，采用自由基本体聚合工艺，通过分子设计选用合适的反应单体、引发剂、链转移剂、反应温度和反应时间，同时通过调整不同的引发剂加入方式优选制备了一种保坍性固体聚羧酸减水剂。另外，本专利技术还提供保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法，具体步骤如下：步骤1，将不饱和聚氧乙烯醚加入反应釜中，在搅拌下升温至40～50℃，使其处于熔融状态；步骤2，配制含有不饱和羧酸、不饱和酯和链转移剂的混合液体；步骤3，将步骤1中处于熔融状态下的不饱和聚氧乙烯醚调节至60～70℃，向其中投入引发剂并搅拌溶解完全；步骤4，向步骤3的物料中匀速滴加步骤2中的混合液体；步骤5，所述步骤2中的混合液体滴加完一半时，向步骤4的物料中补加引发剂；步骤6，所述步骤2中的混合液体滴加完之后，补加引发剂，继续反应一定时间；步骤7，保温结束后，降温至30～40℃，加入液碱，调节pH至5～7；步骤8，将产品引入冷凝切片机得到聚羧酸减水剂薄片，继而倒入粉碎机中粉碎，即得所述保坍型固体聚羧酸减水剂。上述步骤1中的不饱和聚氧乙烯醚为异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG）中的一种或两种，分子量为3000。上述步骤2中的不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、马来酸酐、丙烯酰胺中的一种或多种，不饱和酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种，链转移剂为甲基丙烯磺酸钠、巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、次磷酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种。其中不饱和聚氧乙烯醚：不饱和羧酸：不饱和酯的摩尔比为1：2.0~3.5：2.0~4.0，链转移剂用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的0.5％～1.2％。上述步骤3、5和6中引发剂均为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或多种。其中引发剂总用量为不饱和聚氧乙烯醚质量的0.6％～1.5％，引发剂分为三等份按照上述步骤3、5和6分批次加入。更重要的是小单体和链转移剂的混合液体匀速滴加参与反应，滴加时间为2~4小时，保温时间为1~2小时。另外反应釜连接温度控制系统，控制反应温度稳定在60～70℃。液碱的质量分数为60%，使用液碱是因为可以更均匀地完成中和反应，避免由于体系粘度过大导致中和不均匀。本专利技术具有以下有益效果：1.采用本体聚合工艺，反应简单高效、绿色环保，另外反应用原材料简单常见，大大降低了生产成本。2.将引发剂分批次加入到反应体系中，可以保持适当的活性中心浓度，聚合反应平稳进行。反应后期再补加一定量的引发剂，可以提高单体的转化率，进而提升产品性能。3.聚合过程中通过温度控制系统严格控制温度，避免了本体聚合过程中由于反应热积累而发生凝胶效应，具有生产过程可控、产品性能稳定的特点。4.通过本专利技术制备的保坍型固体聚羧酸减水剂，在水泥碱性环境中具有优异的减水分散效果及后期缓释保坍能力，同时具有快速溶解的特点，可以广泛地应用于混凝土及砂浆领域。5.本专利技术制备的保坍型固体聚羧酸减水剂，产品性能稳定，存储运输方便，可大幅节约运输成本，尤其适用于远距离运输。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步地详细说明。实施例1将700g分子量为3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚加入反应釜中，在搅拌下升温至50℃，使其处于熔融状态；配制由57.6g丙烯酸、98.6g丙烯酸羟乙酯和5.6g2-巯基丙酸组成的混合液体；将处于熔融状态下的异戊烯醇聚氧乙烯醚调节至70℃，向其中投入2.1g过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后开始匀速滴加混合液体，滴加时间为2h，混合液体滴加完一半时，继续加入2.1g过氧化二苯甲酰，混合液体滴加结束后，最后补加2.1g过氧化二苯甲酰，保温反应1h使反应完全，保温结束后，降温至35℃，加入质量分数为60%的液碱23.6g，搅拌均匀后后冷却切片粉碎即得保坍型固体聚羧酸减水剂。实施例2将700g分子量为3000的异丁烯醇聚氧乙烯醚加入反应釜中，在搅拌下升温至40℃，使其处于熔融状态；配制由68.8g甲基丙烯酸、98.6g丙烯酸羟乙酯和4.8g巯基乙酸组成的混合液体；将处于熔融状态下的异丁烯醇聚氧乙烯醚调节至65℃，向其中投入3.0g偶氮二异丁咪唑啉盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：/n步骤1，将不饱和聚氧乙烯醚加入反应釜中，在搅拌下升温至40～50℃，使其处于熔融状态；/n步骤2，配制含有不饱和羧酸、不饱和酯和链转移剂的混合液体；/n步骤3，将步骤1中处于熔融状态下的不饱和聚氧乙烯醚调节至60～70℃，向其中投入引发剂并搅拌溶解完全；/n步骤4，向步骤3的物料中匀速滴加步骤2中的混合液体；/n步骤5，所述步骤2中的混合液体滴加完一半时，向步骤4的物料中补加引发剂；/n步骤6，所述步骤2中的混合液体滴加完之后，补加引发剂，继续反应一定时间；/n步骤7，保温结束后，降温至30～40℃，加入液碱，调节pH至5～7；/n步骤8，将产品引入冷凝切片机得到聚羧酸减水剂薄片，继而倒入粉碎机中粉碎，即得所述保坍型固体聚羧酸减水剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种保坍型固体聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤1，将不饱和聚氧乙烯醚加入反应釜中，在搅拌下升温至40～50℃，使其处于熔融状态；
步骤2，配制含有不饱和羧酸、不饱和酯和链转移剂的混合液体；
步骤3，将步骤1中处于熔融状态下的不饱和聚氧乙烯醚调节至60～70℃，向其中投入引发剂并搅拌溶解完全；
步骤4，向步骤3的物料中匀速滴加步骤2中的混合液体；
步骤5，所述步骤2中的混合液体滴加完一半时，向步骤4的物料中补加引发剂；
步骤6，所述步骤2中的混合液体滴加完之后，补加引发剂，继续反应一定时间；
步骤7，保温结束后，降温至30～40℃，加入液碱，调节pH至5～7；
步骤8，将产品引入冷凝切片机得到聚羧酸减水剂薄片，继而倒入粉碎机中粉碎，即得所述保坍型固体聚羧酸减水剂。


2.根据权利要求1所述的保坍型固体聚羧酸减水剂，其特征在于不饱和聚氧乙烯醚为异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG）中的一种或两种，分子量为3000。


3.根据权利要求1所述的保坍型固体聚羧酸减水...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭静，孔韬，王靖，张巧丽，李德军，李晓帆，张晓奇，吴昊，
申请(专利权)人：北京市建筑工程研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11