本发明专利技术公开了一种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂及其“一步一釜”制备法，属于水泥混凝土减水剂领域。该聚羧酸减水剂采用“一步一釜”法，将嵌段型聚氧烯醚单体A、不饱和酸或不饱和酸衍生物单体B、烯基磺酸类单体C和偶氮类或过氧类引发剂D一次性投入反应釜中，在水溶液中自由基聚合，最后用碱性溶液中和而得。本发明专利技术方法制备的聚羧酸减水剂具有原料易得、配方简单、低掺量、高减水、高保坍和强水泥适应性等优异性能。本制备方法工艺简单，操作简便，易于控制，反应周期短，反应条件温和，对设备要求低，且在水溶液中聚合，无“三废”排放，属于清洁生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属混凝土外加剂
，涉及ー种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂及其“ー步一釜”制备法。
技术介绍
高性能混凝土因高强、高耐久性、高工作性及体积稳定性等特性在全球范围内获得广泛的使用，其中减水剂是构成高性能混凝土不可缺少的五种组分之一。聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水率高、分子结构设计自由度大、环境友好等优点，被誉为第三代混凝土超塑化剂，成为混凝土外加剂领域研究的热点和开发的重点。目前，生产聚羧酸系减水剂有两种方法——一歩法和两步法。一歩法以烯丙基醇聚氧乙烯醚和酸酐等为主要原料，通过自由基聚合而成的聚醚型减水剂。如专利CN 102120805通过在不饱和聚氧乙烯醚和氧化剂的混合溶液中分别滴加还原剂溶液和単体溶液，共聚而成一种保坍型聚羧酸系高性能减水剂。又如CN 102030494采用两滴方式在聚醚大单体和部分小単体的混合水溶液中分别滴加剰余小単体与链转移剂混合水溶液和还原剂的水溶液，或滴加剰余小単体的水溶液和还原剂与链转移剂的混合水溶液，聚合而成的聚羧酸高性能减水剂。该方法采用溶液滴加的方式，操作繁琐，控制严格，且溶液的滴加速率直接影响减水剂的减水性和保坍性等。两步法中第一歩为甲氧基聚氧乙烯醚与甲基丙烯酸(或丙烯酸)酷化，制备出甲氧基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(或丙烯酸酷)，第二步再将第一步制备的酯化产物与丙烯基磺酸钠(或甲基烯丙基磺酸钠)等小分子聚合而成聚酯型减水剂。如CN 102010487A以聚乙ニ醇甲醚和马来酸酐为主要原料，通过酯化反应合成聚乙ニ醇单甲醚马来酸酐活性大单体；再以该大単体、甲基丙烯磺酸钠和衣康酸为原料，通过自由基共聚制备出适用于戈壁滩环境的聚羧酸高效减水剂。该方法存在如下弊端酯化反应温度较高、反应时间较长、能耗大，酯化反应中使用挥发性有机溶剤，如甲苯作为带水剂提高酯化率；使用有机溶剂作为聚合反应的介质。这些有机溶剂的使用将对环境造成不利影响，不符合可持续发展的要求。以上有关聚羧酸系减水剂一系列问题的解决不能局限于调整反应物之间的组合和更换原材料，必须突破旧的合成理念，以发展的、整体的和宏观的眼光设计合理的分子结构，从而简化工艺，降低成本，提高性能，增强市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术经过充分考虑以上所述各项专利的优势及不足，在系统研究自由基聚合原理和优化匹配単体活性的基础上，采用“一歩一釜”法制备出ー种エ艺简单、能耗低、副反应少、掺量低和减水率高的聚羧酸减水剂。为了实现上述专利技术，采用如下技术方案一种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，所采用原料的质量百分数为单体A 30% 90%、単体B 5% 50%、単体C 5% 30%，引发剂D的用量为单体重质量的0. 5% 8. 0% ；将单体A、単体B、単体C和蒸4馏水加入到反应釜中，边搅拌边升温至40°C，待単体溶解后往反应釜中一次性加入引发剂 D，搅拌至溶解，然后在60°C 90°C反应2-6小时；待反应物冷却后，用碱液调节pH至6 8，即得聚羧酸减水剂；其中，単体A为嵌段型聚氧烯醚单体，化学结构式如下 权利要求1. 一种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在干， 所采用原料的质量百分数为单体A 30% 90%、单体B 5% 50%、单体C 5%~ 30%，引发剂D的用量为单体重质量的0.5% 8.0% ；将单体A、単体B、単体C和蒸馏水加入到反应釜中，边搅拌边升温至40°C，待単体溶解后往反应釜中一次性加入引发剂D，搅拌至溶解，然后在60°C 90°C反应2-6小时；待反应物冷却后，用碱液调节pH至6 8，即得聚羧酸减水剂； 其中，単体A为嵌段型聚氧烯醚单体，化学结构式如下2.如权利要求1所述的ー种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在于，单体A的分子量为600-6400。3.如权利要求1所述的ー种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在于，单体B为马来酸(酐)、衣康酸(酐)、柠康酸、富马酸、(甲基)丙烯酸、丙烯酸羟乙酷、 乙酸乙烯酯中的ー种或ー种以上混合物。4.根据权利要求1所述的低掺量高减水型聚羧酸系减水剂，其特征在于，单体C为烯丙基磺酸钠和甲基烯丙基磺酸钠中的ー种或ー种以上混合物。5.根据权利要求1所述的低掺量高减水型聚羧酸系减水剂，其特征在干，引发剂D为偶氮ニ异丁腈、偶氮ニ异庚腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化ニ苯甲酰和过氧化十二酰。6.一种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂，其特征在于，该减水剂的原料的质量百分数为单体A 30% 90%、单体B 5% 50%、单体C 5% 30%，引发剂D的用量为单体重质量的0. 5% 8. 0% ；其中，単体A为嵌段型聚氧烯醚单体，化学结构式如下7.如权利要求6所述的ー种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在于，单体A的分子量为600-6400，所制得的减水剂的重均分子量为10000 120000。8.如权利要求6所述的ー种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂的制备方法，其特征在于，单体B为马来酸(酐)、衣康酸(酐)、柠康酸、富马酸、(甲基)丙烯酸、丙烯酸羟乙酷、 乙酸乙烯酯中的ー种或ー种以上混合物。9.根据权利要求6所述的低掺量高减水型聚羧酸系减水剂，其特征在于，单体C为烯丙基磺酸钠和甲基烯丙基磺酸钠中的ー种或ー种以上混合物。10.根据权利要求6所述的低掺量高减水型聚羧酸系减水剂，其特征在干，引发剂D为偶氮ニ异丁腈、偶氮ニ异庚腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化ニ 苯甲酰和过氧化十二酰。全文摘要本专利技术公开了一种低掺量高减水型聚羧酸系减水剂及其“一步一釜”制备法，属于水泥混凝土减水剂领域。该聚羧酸减水剂采用“一步一釜”法，将嵌段型聚氧烯醚单体A、不饱和酸或不饱和酸衍生物单体B、烯基磺酸类单体C和偶氮类或过氧类引发剂D一次性投入反应釜中，在水溶液中自由基聚合，最后用碱性溶液中和而得。本专利技术方法制备的聚羧酸减水剂具有原料易得、配方简单、低掺量、高减水、高保坍和强水泥适应性等优异性能。本制备方法工艺简单，操作简便，易于控制，反应周期短，反应条件温和，对设备要求低，且在水溶液中聚合，无“三废”排放，属于清洁生产。文档编号C04B103/30GK102558455SQ20111044065公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日专利技术者刘云海, 张志宾, 熊国宣, 罗明标, 花榕 申请人:东华理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云海，张志宾，熊国宣，罗明标，花榕，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：
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