一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂及其制备方法，减水剂包括以下组分：6碳型大单体100份、复合不饱和功能小单体5

【技术实现步骤摘要】
一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚羧酸减水剂
，具体涉及一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土化学外加剂作为水泥基混凝土中除石、砂、水、水泥、矿物掺和料之外的第六组分，不仅能够改善混凝土的工作性、匀质性、稳定性、耐久性等，而且满足了混凝土在大体积、大荷载、大跨度、高层化、深海、地下、腐蚀环境等严酷条件下的使用要求。其中，应用最广且最重要的品种就是减水剂。
[0003]聚羧酸系高性能减水剂是备受国内外关注的新一代减水剂。由于具有能够根据分散水泥作用机理设计分子结构、分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化余地大、污染小等合成优势，同时具备超分散性强、保坍性高、低掺量下塑化效果好、流动性保持性好、水泥适应广、对混凝土增强效果显著、降低混凝土收缩等技术性能特点，聚羧酸系高性能减水剂赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性，符合现代化混凝土工程的需要。因此，聚羧酸系高性能减水剂正逐渐成为配制高性能混凝土的首选外加剂。聚羧酸减水剂的合成是一种自由基聚合过程，反应温度是影响自由基聚合的重要因素之一，反应温度也会对产物分子质量及产物结构产生重要影响。
[0004]目前，制备聚羧酸减水剂的聚醚大单体常采用3碳(烯丙基聚乙二醇醚)、4碳(异丁烯基聚乙二醇醚)、5碳(异戊烯基聚乙二醇醚)聚醚大单体。随着聚醚单体行业的发展及市场需求的变化，近年来，市场上新出现了一类6碳型大单体(乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚或4
‑r/>羟丁基乙烯基聚乙二醇醚)。该单体与传统3碳、4碳、5碳大单体不同，6碳型大单体具有反应活性更高的不饱和双键，因此，可以在较低聚合温度下发生聚合反应。一般而言，6碳型大单体较佳的聚合温度为15～25℃，当温度较低时，反应体系产生的自由基数量少，即使6碳型大单体的活性高，共聚反应速率仍然很慢，不能反应完全，测得的流动度达不到理想效果；随着温度逐渐升高，自由基数量增多，与6碳型大单体聚合反应速率加快，减水剂的分散性能逐渐提高；当反应温度过高时，反应速率过快，容易出现爆聚现象或引发副反应，导致产品分散性能下降。然而，我国大多数地区存在夏季高温冬季低温的问题，因此，使用6碳型大单体生产时需要降温或加热，保障其聚合过程的相对恒定。该操作不仅能耗较大，无法满足绿色环保理念以及企业对于节能减排和生产效率提升的需求，而且对于产品质量也存在较大风险。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂及其制备方法，本申请中制得的聚羧酸减水剂有效解决了6碳型大单体聚合温域窄及聚合温度对产品质量影响大的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其结构式如下：
[0008][0009]其中，
[0010]R1＝H，CH3，COOH
[0011][0012]R3＝CH2CH2，CH2CH2CH2CH2[0013]R4＝CH2，CH2CH2，CH2CH2CH2，CH2CH2CH2CH2[0014]其中，a、b、c为0
‑
20，n为30
‑
100，m为5—30；
[0015]其原料包括以下重量份的组分：6碳型大单体100份、复合不饱和功能小单体5—15份、复合还原剂0.1—0.5份、复合氧化剂0.2
‑
0.5份、链转移剂0.1
‑
0.5份、阻聚剂0.001—0.01份、交联剂0.01
‑
0.1份和水100
‑
160份。
[0016]进一步地，6碳型大单体为乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和或4
‑
羟丁基乙烯基聚乙二醇醚，6碳型大单体的分子量为2000
‑
4000。
[0017]进一步地，复合不饱和功能小单体包括丙烯酸/丙烯酸钠混合物、丙烯酸/丙烯磺酸钠混合物、丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠混合物、丙烯酸/衣康酸混合物、丙烯酸/丙烯酸羟乙酯混合物和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯混合物中的至少一种。
[0018]进一步地，复合氧化剂包括双氧水/过硫酸铵混合物、双氧水/过氧化二苯甲酰混合物、双氧水/过氧化苯甲酸叔丁酯混合物、双氧水/异丙苯过氧化氢混合物和双氧水/偶氮二异丁腈混合物中的至少一种。
[0019]进一步地，复合还原剂包括抗坏血酸/过渡金属盐混合物、吊白块/过渡金属盐混合物、亚硫酸氢钠/过渡金属盐混合物、N
‑
异丙基羟胺/过渡金属盐混合物和二甲基苯胺/过渡金属盐混合物中的至少一种。
[0020]进一步地，过渡金属盐包括FeSO4、CuSO4、CoSO4、NiSO4、ZnSO4中的至少一种。
[0021]进一步地，链转移剂包括巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、脂肪族硫醇和十二烷基硫醇中的至少一种。
[0022]进一步地，阻聚剂包括对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2
‑
叔丁基对苯二酚和2，5
‑
二叔丁基对苯二酚中的至少一种。
[0023]进一步地，交联剂包括乙二醛、丙二醛、丁二醛和戊二醛中的至少一种。
[0024]上述的广合成温域交联型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)在搅拌状态下，将6碳型大单体、阻聚剂、复合氧化剂和水混合均匀，制得溶液A；
[0026](2)将复合不饱和功能小单体和水混合均匀，制得溶液B；
[0027](3)将复合还原剂、链转移剂和水混合均匀，制得溶液C；
[0028](4)在搅拌状态下，控制溶液A起始温度为10
‑
40℃，随后向溶液A中滴加溶液B和溶液C，溶液B滴加时间为30
‑
60min，溶液C滴加时间较溶液B滴加时间延长10
‑
30min；
[0029](5)在搅拌状态下向其中加入交联剂并保温30
‑
60min进行交联反应，制得。
[0030]本专利技术所产生的有益效果为：
[0031]第一、本申请中通过复合氧化剂与复合还原剂的使用，使得氧化还原引发体系能够适应较广聚合温域。氧化剂与还原剂的组合使用，可以有效降低氧化剂的热分解活化能，进而更易引发自由基聚合反应。然而，单一氧化剂与还原剂组合使用较适应较窄聚合温域的聚羧酸减水剂生产，聚合温度仍直接影响着聚羧酸减水剂的聚合过程。温度过低使得氧化剂分解效率变低，温度过高使得氧化剂分解过快，不利于较广聚合温域的使用。在多种氧化剂与还原剂的体系下，不同氧化剂与还原剂的组合有着不同的热分解活化能，对聚合温度的变化有更好的适应性。复合氧化剂与复合还原剂的使用丰富了氧化还原引发体系，保障了较广聚合温域下自由基的稳定生成，从而使得自由基聚合反应稳定发生。
[0032]第二、通过引入不同结构的不饱和功能小单体，从而改变聚羧酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：6碳型大单体100份、复合不饱和功能小单体5
‑
15份、复合还原剂0.1
‑
0.5份、复合氧化剂0.2
‑
0.6份、链转移剂0.1
‑
0.5份、阻聚剂0.001
‑
0.01份、交联剂0.01
‑
0.1份和水100
‑
160份。2.如权利要求1所述的广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述6碳型大单体为乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚和或4
‑
羟丁基乙烯基聚乙二醇醚，所述6碳型大单体的分子量为2000
‑
4000。3.如权利要求1所述的广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述复合不饱和功能小单体包括丙烯酸/丙烯酸钠混合物、丙烯酸/丙烯磺酸钠混合物、丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠混合物、丙烯酸/衣康酸混合物、丙烯酸/丙烯酸羟乙酯混合物和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯混合物中的至少一种。4.如权利要求1所述的广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述复合氧化剂包括双氧水/过硫酸铵混合物、双氧水/过氧化二苯甲酰混合物、双氧水/过氧化苯甲酸叔丁酯混合物、双氧水/异丙苯过氧化氢混合物和双氧水/偶氮二异丁腈混合物中的至少一种。5.如权利要求1所述的广合成温域交联型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述复合还原剂包括抗坏血酸/过渡金属盐混合物、吊白块/过渡金属盐混合物、亚硫酸氢钠/过渡金属盐混合物、N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景，杨季雨，毕耀，刘其彬，王少峰，周继前，刘彦辉，琚天博，
申请(专利权)人：湖北西建新材料科技有限公司福建西建新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：