一种6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是：取原料大单体、小单体A、小单体B、链转移剂、还原剂、氧化剂、催化剂和水，将小单体A、小单体B与水混合配制成A液,将还原剂、链转移剂与水混合配制成B液，小单体A为丙烯酸、小单体B为丙烯酰胺，催化剂为氧化锌、氢氧化锌中的一种或两种的混合物；将大单体和水加入反应器中，温度控制到5～30℃，加入催化剂、氧化剂混合，同时匀速滴加入A液和B液反应，将反应后物料静置至室温，即制得。本发明专利技术制得的聚羧酸减水剂具有水泥分散性能和经时保坍性能优良、抗压强度和耐久性能好、易于工业化生产等特点，适用于混凝土的配制。适用于混凝土的配制。

【技术实现步骤摘要】
一种6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法


[0001]本专利技术属于减水剂的制备，涉及一种6C聚醚大单体(即：二乙二醇单乙烯基醚)的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法。本专利技术制备的聚羧酸减水剂适用于混凝土配制。

技术介绍

[0002]混凝土外加剂是现代混凝土中除水泥、砂、石、水、掺合料必不可少的一个重要组分，是现代混凝土技术发展的关键，特别是第三代聚羧酸系高性能外加剂，占到混凝土外加剂使用量的80％左右，是降低水泥用量、提高工业废渣利用率、实现混凝土耐久性和高性能的重要技术途径之一。聚羧酸高效减水剂(PCE)已经广泛应用于高铁、跨海大桥、超高层建筑等多个领域的混凝土配制中。PCE发展非常迅速，这主要是因为醚类聚羧酸外加剂的掺量低、原料价廉易得、合成工艺简单、成本较低、减水率高达30～40％，可使水泥及胶凝材料的性能达到最佳状态，几乎不缓凝而又维持混凝土的坍落度(1h内低于1cm)。因此，开发新型高性能聚羧酸减水剂具有举足轻重的作用。
[0003]目前，国内外聚羧酸减水剂的生产及应用已较广泛，现有技术中，聚羧酸减水剂的生产主要以5C聚醚(异戊烯醇聚氧乙烯醚的简称)大单体、4C聚醚(异丁烯醇聚氧乙烯醚的简称)大单体和各类小单体为主要原料，采取氧化还原引发体系制备聚羧酸减水剂。氧化还原引发体系是通过氧化还原反应产生自由基，从而引发单体聚合。它们在自由基聚合制备聚羧酸减水剂的过程中,聚醚大单体活性远低于小分子不饱和羧酸单体；为了保证端烯基聚氧乙烯醚与小分子单体的均匀共聚,只能延长小分子单体的滴加时间，因而聚羧酸减水剂的制备时间一般在3小时以上；使用加热方法合成聚羧酸减水剂，聚合反应温度通常为40～60℃，较高的温度增加了能耗，增加了生产成本，从而降低了产品的市场竞争力，产品的分散性能、保坍性能等也有存在不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种6C聚醚大单体(即：二乙二醇单乙烯基醚)的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法。从而提供一种水泥分散性能和经时保坍性能优良、抗压强度和耐久性能好、易于工业化生产且生产成本较低的6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法。
[0005]本专利技术的内容是：一种6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是步骤为：
[0006]a、配料：
[0007]取原料大单体、小单体A、小单体B、链转移剂、还原剂、氧化剂、催化剂和水，其中：小单体A:小单体B:大单体的摩尔比为2.8～6.2:0.01～0.1:1，链转移剂为单体总质量(单体总质量即大单体与小单体A和小单体B的质量之和，后同)的0.09％～0.6％，还原剂为单
体总质量的0.034％～0.2％，氧化剂为单体总质量的0.12％～2.2％，催化剂为单体总质量的0.015％～0.06％；
[0008]将小单体A、小单体B与水混合，搅拌均匀，配制成A液,待用；
[0009]将还原剂、链转移剂与水混合，搅拌均匀，配制成B液，待用；
[0010]所述大单体为二乙二醇单乙烯基醚(简称EPEG、6C聚醚大单体，产品生产提供企业有：四川鸿鹏新材料有限公司；辽宁奥克化学股份有限公司；百灵威科技有限公司；萨恩化学技术(上海)有限公司)；所述大单体分子量为1500～4000；
[0011]所述小单体A为丙烯酸、所述小单体B为丙烯酰胺；
[0012]所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、硫代乙醇酸中的一种或两种的混合物；
[0013]所述还原剂为次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸中的一种或两种以上的混合物；所述氧化剂为双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种以上的混合物；
[0014]所述催化剂为氧化锌、氢氧化锌中的一种或两种的混合物；
[0015]b、合成反应：
[0016]将大单体和水加入到有温度计的反应器(例如：三口烧瓶)中，(逐渐)降温并搅拌(溶解)，待温度控制到5～30℃且大单体完全溶解时，加入催化剂和水混合搅拌10～15min，(混合均匀后)加入氧化剂和水混合搅拌4～8min，(混合均匀后)再(用恒压滴液漏斗)同时匀速滴加入A液和B液，滴加和5～30℃温度下保温反应的总时间为1～2h，将反应后物料静置至室温，即制得聚羧酸减水剂(即6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成的聚羧酸减水剂)。
[0017]本专利技术的内容中：步骤a所述配料中：小单体A:小单体B:大单体的摩尔比较好的为4.0～4.5:0.03～0.05:1，链转移剂较好的为单体总质量(单体总质量即大单体与小单体A和小单体B的质量之和，后同)的0.32％～0.56％，还原剂较好的为单体总质量的0.084％～0.18％，氧化剂较好的为单体总质量的0.65％～1.95％，催化剂较好的为单体总质量的0.021％～0.046％。
[0018]本专利技术的内容中：步骤a中所述将小单体A、小单体B与水混合，配制成A液，较好的是：按小单体A、小单体B的质量之和:水为1:5～10的质量比例将小单体A、小单体B与水混合，配制成A液。
[0019]本专利技术的内容中：步骤a中所述将还原剂、链转移剂与水混合，配制成B液，较好的是：按还原剂和链转移剂的质量之和:水为1:50～120的质量比例将还原剂和链转移剂与水混合，配制成B液。
[0020]本专利技术的内容中：步骤a和步骤b中所述水较好的是蒸馏水、超纯水或去离子水。
[0021]本专利技术的内容中：步骤b中所述将大单体和水加入到有温度计的反应器中，较好的是:按大单体:水为1:0.28～0.66的质量比例将大单体和水加入到有温度计的反应器中。
[0022]本专利技术的内容中：步骤b所述加入催化剂和水混合搅拌，是按催化剂:水为1:86～600(较好的是1:86～260)的质量比例加入催化剂和水混合搅拌。
[0023]所述催化剂通过负载的氧化剂和还原剂价态的变化，产生自由基，从而加快大小单体的转化合成。催化剂中活性组份与其它组份和载体之间形成协同效应，强化了催化氧化过程。催化剂性能和结构稳定，适用于连续生产，并且催化剂失活后能再生。
[0024]作为非均相催化剂的无机材料具有较大的比表面积，固体催化剂具有供活性吸附
位,对反应物分子进行有效配位,使反应活性能降低,加快和加深氧化剂氧化的速度和程度。有机物可被吸附在活性中心上,发生形变并生成活化络合物,从而降低反应的活化能,加快化学反应的速度。
[0025]本专利技术的内容中：步骤b所述加入氧化剂和水混合搅拌，是按氧化剂:水为1:0.7～8.7(较好的是1:0.7～6)的质量比例加入氧化剂和水混合搅拌。
[0026]本专利技术的内容中：步骤b中所述温度5～30℃下保温反应，较好的是温度10～15℃下保温反应。
[0027]本专利技术的内容中：步骤b中所述再(用恒压滴液漏斗)同时匀速滴加入A液和B液，滴加和5～30℃温度下保温反应的总时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是步骤为：a、配料：取原料大单体、小单体A、小单体B、链转移剂、还原剂、氧化剂、催化剂和水，其中：小单体A:小单体B:大单体的摩尔比为2.8～6.2:0.01～0.1:1，链转移剂为单体总质量的0.09%～0.6%，还原剂为单体总质量的0.034%～0.2%，氧化剂为单体总质量的0.12%～2.2%，催化剂为单体总质量的0.015%～0.06%；将小单体A、小单体B与水混合，搅拌均匀，配制成A液,待用；将还原剂、链转移剂与水混合，搅拌均匀，配制成B液，待用；所述大单体为二乙二醇单乙烯基醚；所述小单体A为丙烯酸、所述小单体B为丙烯酰胺；所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、硫代乙醇酸中的一种或两种的混合物；所述还原剂为次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、抗坏血酸中的一种或两种以上的混合物；所述氧化剂为双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种以上的混合物；所述催化剂为氧化锌、氢氧化锌中的一种或两种的混合物；b、合成反应：将大单体和水加入到有温度计的反应器中，降温并搅拌，待温度控制到5～30℃且大单体完全溶解时，加入催化剂和水混合搅拌10～15min，加入氧化剂和水混合搅拌4～8min，再同时匀速滴加入A液和B液，滴加和5～30℃温度下保温反应的总时间为1～2h，将反应后物料静置至室温，即制得聚羧酸减水剂。2.按权利要求1所述6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是：步骤a所述配料中：小单体A:小单体B:大单体的摩尔比为4.0～4.5:0.03～0.05:1，链转移剂为单体总质量的0.32%～0.56%，还原剂为单体总质量的0.084%～0.18%，氧化剂为单体总质量的0.65%～1.95%，催化剂为单体总质量的0.021%～0.046%。3.按权利要求1或2所述6C聚醚大单体的氧化锌非均相催化三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是：步骤a中所述将小单体A、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘才林，张恒通，王浚，任先艳，杨海君，舒豆豆，舒学军，何年，罗率，
申请(专利权)人：四川同舟化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：