專利名稱：緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑材料中的混凝土外加劑技術領域，具體涉及一種緩釋型聚羧酸系高性能減水劑，特別涉及一種常溫合成、不使用有機溶劑的聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法。
背景技術：
混凝土是世界上用量最大、應用最廣泛的建筑材料。隨著我國基礎建設的全面展開，鐵路、公路、橋梁等建筑上的混凝土用量大大增加，對現(xiàn)代混凝土技術的要求也越來越高。具有高減水率、低坍損、高強、超高強特點的高性能混凝土是混凝土發(fā)展的方向。作為混凝土第五組分的減水劑為了適應混凝土技術的發(fā)展，要求具有更高的性能。傳統(tǒng)的萘系、 氨基磺酸系等高效減水劑由于坍落度變化大，生產(chǎn)工藝污染環(huán)境，不能滿足混凝土施工和可持續(xù)發(fā)展的要求。國外從20世紀80年代開始研制第三代聚羧酸系減水劑，至20世紀90 年代中期投入工業(yè)化生產(chǎn)。聚羧酸系減水劑由于減水率高、保坍性好、后期強度增長大，適宜配置高強、超高強混凝土、高流動性及自密實混凝土，得到了工程界的一致推崇。聚羧酸系減水劑的合成工藝主要包括以甲氧基聚乙二醇為原料酯化合成酯類大單體的兩步法合成減水劑工藝和以不飽和醚為原料直接一步法合成減水劑的工藝。這其中兩步法工藝反應溫度高、反應周期長，為了提高酯化反應的酯化率還要采用有機溶劑作為帶水劑，不但能耗高，其提純回收還會造成新的污染；而一步法合成工藝相比與兩步法工藝，雖然由于生產(chǎn)周期短，溫度低，大幅度降低了生產(chǎn)能耗，但仍然需要加熱設備，不能滿足簡單生產(chǎn)的要求，且使用煤等燃料還會造成環(huán)境污染；另外目前一步法工藝的產(chǎn)品仍達不到低摻量條件下高減水率及要求，混凝土坍落度保持性尚不如兩步法工藝的產(chǎn)品。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種緩釋型聚羧酸系高性能減水劑及其綠色制備方法，此減水劑的制備方法中，通過對原有不飽和聚氧乙烯醚將端羥基上的氫用含不飽和鍵的烯丙基取代，使甲氧基聚乙二醇的末端基團由原來活潑性的羥基，變?yōu)楝F(xiàn)在惰性的甲氧基，從而使得共聚產(chǎn)物的副產(chǎn)物大大減少、而且聚合更容易控制、分子量分布窄。這就使得合成出的減水劑減水率高、保坍性好。本發(fā)明采用低活化能的氧化還原體系引發(fā)單體共聚，常溫即能聚合，達到產(chǎn)品的無熱源法生產(chǎn)，簡化了生產(chǎn)設備，降低了能耗成本。水溶液體系的聚合方法，避免了有機溶劑帶來的環(huán)境污染。常溫、水溶液體系合成的方法滿足了減水劑合成過程綠色化的要求。技術方案本發(fā)明涉及緩釋型聚羧酸系高性能減水劑，通過對原有不飽和聚氧乙烯醚將端羥基上的氫用含不飽和鍵的烯丙基取代，使甲氧基聚乙二醇的末端基團由原來活潑性的羥基，變?yōu)楝F(xiàn)在惰性的甲氧基，從而使得共聚產(chǎn)物的副產(chǎn)物大大減少、分子量分布窄，從而使得合成出的減水劑減水率高、保坍性好；同時采用低活化能的氧化還原體系引發(fā)單體共聚，常溫即能聚合，達到產(chǎn)品的無熱源法生產(chǎn)，簡化了生產(chǎn)設備，降低了能耗成本。水溶液體系的聚合方法，避免了有機溶劑帶來的環(huán)境污染。本發(fā)明還涉及這種緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，包括以下步驟
1)將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入氧化劑溶液，攪拌均勻；
2)分別滴加還原劑與鏈轉移劑的混合溶液和共聚單體溶液使其聚合；
3)熟化一段時間并加入堿性調節(jié)劑，使其中和。該減水劑按重量百分比計，包括下述成分
權利要求
1.一種緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入氧化劑溶液，攪拌均勻；2)分別滴加還原劑與鏈轉移劑的混合溶液和共聚單體溶液使其聚合；3)熟化一段時間并加入堿性調節(jié)劑，使其中和。
2.根據(jù)權利要求1所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于反應原料的重量份數(shù)如下不飽和聚氧乙烯醚250 480 ；共聚單體10 80 ；氧化劑0.1 5;；還原劑0. Γ5 ；鏈轉移劑0. Γ5 ；水500 600。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于，在步驟1)中所述的不飽和聚氧乙烯醚為甲氧基聚乙二醇烯丙基封端聚醚，其結構式如通式(1)所示
4.根據(jù)權利要求1或2所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于，在步驟1)中所述的氧化劑是雙氧水、硫酸鐵或叔丁基過氧化氫。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于，在步驟2)中所述的共聚單體，其結構式如通式(2)所示通式(2)
6.根據(jù)權利要求1或2所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于，在步驟2)中所述的鏈轉移劑是硫甘油、疏基乙醇、巰基乙酸、2-巰基乙酸、3-巰基乙酸、 巰基丙酸中的一種或兩種以上按任意比例混合的混合物。
7.根據(jù)權利要求1或2所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于，在步驟2)中所述的還原劑是亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、次磷酸鈉、抗壞血酸、 L-抗壞血酸和/或抗壞血酸鈉。
8.根據(jù)權利要求1所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于， 步驟2)滴加聚合的過程中，還原劑和鏈轉移劑的混合溶液比共聚單體溶液晚半個小時滴元ο
9.根據(jù)權利要求1所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于， 所述步驟3)進一步包括在所述熟化過程中，攪拌物料為廣2小時。
10.根據(jù)權利要求1所述緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，其特征在于， 在步驟3)中加入的堿性調節(jié)劑，為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的一種或兩種以上按任意比例混合的混合物，加入量為使所述溶劑中和至PH值為6 7。
全文摘要
緩釋型聚羧酸系高性能減水劑的綠色制備方法，包括以下步驟首先，將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入氧化劑溶液，攪拌均勻；然后，分別滴加還原劑和鏈轉移劑的混合溶液和共聚單體溶液使其聚合；最后，加入堿性調節(jié)劑，使其中和及熟化，得到緩釋型聚羧酸系高性能減水劑。本發(fā)明通過對原有不飽和聚氧乙烯醚將端羥基上的氫用含不飽和鍵的烯丙基取代，使甲氧基聚乙二醇的末端基團由原來活潑性的羥基，變?yōu)楝F(xiàn)在惰性的甲氧基，從而使得共聚產(chǎn)物的副產(chǎn)物大大減少、分子量分布窄，從而使得合成出的減水劑減水率高、保坍性好；同時采用低活化能的氧化還原體系引發(fā)單體共聚，常溫即能聚合，達到產(chǎn)品的無熱源法生產(chǎn)，簡化了生產(chǎn)設備，降低了能耗成本。
文檔編號C04B24/26GK102161733SQ201110029509
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權日2011年1月27日
發(fā)明者徐唯唯, 杜志芹, 楊立志, 沈燕平, 祝燁然, 陳國新, 黃國泓 申請人:南京瑞迪高新技術公司