專利名稱：一種聚羧酸減水劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混凝土外加劑領域，尤其涉及一種聚羧酸減水劑的制備方法。
背景技術：
混凝土減水劑型是用于混凝土拌合、施工時的一種外加劑，作用是增加混凝土的流動性和實現(xiàn)混凝土遠距離和管道輸送，減水劑是現(xiàn)代化混凝土施工過程中必須使用的一種外加劑。目前，混凝土施工中所用聚羧酸減水劑屬于第三代減水劑，具有減水率高、用量少、強度高、綠色環(huán)保等性能特點，已經廣泛應用于地鐵、高速鐵路公路、橋梁涵洞、高層建筑、水利大壩的建筑中，因此，聚羧酸減水劑是21世紀最具應用前景的水泥外加劑之一。
聚羧酸減水劑可以提高混凝土的流動性，并能減少混凝土的使用水量，因此具有一種能夠提高混凝土的強度和耐久性等的作用。但是在使用聚羧酸減水劑時，除考慮對混凝土的減水性能之外，還要考慮在操作混凝土的現(xiàn)場的作業(yè)性，因此需要一種在這兩者之間能達到平衡的聚羧酸減水劑。而現(xiàn)有聚羧酸減水劑要么初期分散能力好(高減水)，要么保持性好(高保坍)，很難兼顧現(xiàn)場對混凝土的施工要求，而現(xiàn)有技術中多采用與其他減水劑通過兩者復配來使混凝土保持這中平衡，比較煩瑣，嚴重的影響了聚羧酸減水劑的推廣應用及性能發(fā)揮。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種原料來源豐富，制備工藝簡單，成本低廉的聚羧酸減水劑的制備方法，通過本制備方法制得的產品兼具了使混凝土初期分散性好而且流動保持性優(yōu)良的特點，滿足了現(xiàn)場對混凝土的施工要求，提高了聚羧酸減水劑的應用效果。本發(fā)明的技術方案是一種聚羧酸減水劑的制備方法，在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入第一部分軟水，升溫到75°C，然后將聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體，巰基乙酸和第二部分軟水組成的混合液采用梯度升溫和分次滴加的方式滴加到燒瓶中進行聚合反應，同時在滴加混合液的同時滴加引發(fā)劑，3-3. 5h滴完，保溫反應1-1. 5h,冷卻到50°C，加入30%氫氧化鈉溶液中和至PH = 6-7，得聚羧酸減水劑。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚合反應中梯度升溫的溫度控制在75_85°C，每次升高的溫差為5-10°C,分次滴加的次數為2-3次。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體通過如下方法制備將聚乙二醇單甲醚1000、聚乙二醇單甲醚2000、甲基丙烯酸、對甲苯磺酸和對苯二酚投入反應器中，在溫度110°C、真空度-0. 06Mpa下，反應時間8小時，然后降溫至60°C出料，即得聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體的制備中，聚乙二醇單甲醚1000、聚乙二醇單甲醚2000、甲基丙烯酸、對甲苯磺酸和苯二酚的質量比為 50-55 20-25 : 18 : 2 : 3。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的聚合反應中，第一部分軟水、聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體、巰基乙酸、第二部分軟水，引發(fā)劑和30%的氫氧化鈉溶液的質量比為22-25 35-40 ；0.25-0. 4 20 7-8。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的引發(fā)劑為2. 8-3%的過硫酸銨水溶液。由于采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明將聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體，巰基乙酸和第二部分軟水組成的混合液采用梯度升溫和分次滴加的方式滴加到燒瓶中進行聚合反應制備聚羧酸減水劑，通過改變聚合溫度就本方法制得的減水劑產品可達到混凝土初期分散好且保持性優(yōu)良的效果，不需加入昂貴的特種功能單體，也不需要通過二次復配的方法，操作簡單，有效的解決了現(xiàn)有聚羧酸減水劑要么初期分散能力好，要么保持性好，很難兼顧現(xiàn)場對混凝土的施工要求的問題，提高了聚羧酸減水劑的應用效果。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例I在裝有溫度計、油浴鍋、調速攪拌器、真空裝置的三口燒瓶中加入54克聚乙二醇單甲醚1000、23克聚乙二醇單甲醚2000、18克甲基丙烯酸、2克對甲苯磺酸，3克對苯二酚，在110°C、真空度在-0. 06MPa下反應8小時，然后降溫至60°C出料，即得混合的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入75克軟水，然后攪拌并水浴加熱至溫度75°C，在此溫度之下，用30分鐘滴加完18份混和液(上述制備的大單體114克、0. 98克巰基乙酸、28. 5克軟水組成的混合液)，滴完后，溫度立即升至850C，并用150分鐘滴加完余下的82份混和液。在滴加第一次混和液的同時，滴加2. 87%過硫酸銨水溶液60克，210分鐘滴完，引發(fā)劑液滴完之后保溫I小時，然后降溫至50°C，力口A 30%氫氧化鈉溶液21. 52克，即得本發(fā)明的聚羧酸減水劑。實施例2在裝有溫度計、油浴鍋、調速攪拌器、真空裝置的三口燒瓶中加入54克聚乙二醇單甲醚1000、23克聚乙二醇單甲醚2000、18克甲基丙烯酸、2克對甲苯磺酸，3克對苯二酚，在110°C、真空度在-0. 06MPa下反應8小時，然后降溫至60°C出料，即得混合的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入75克軟水，然后攪拌并水浴加熱至溫度75°C，在此溫度之下，用60分鐘滴加完30份混和液(上述制備的大單體114克、0. 98克巰基乙酸、28. 5克軟水組成的混合液)，滴完后，溫度立即升至850C，并用150分鐘滴加完余下的70份混和液。在滴加第一次混和液的同時，滴加2. 87%過硫酸銨水溶液60克，210分鐘滴完，引發(fā)劑液滴完之后保溫I小時，然后降溫至50°C，力口A 30%氫氧化鈉溶液21. 52克，即得本發(fā)明的聚羧酸減水劑。實施例3在裝有溫度計、油浴鍋、調速攪拌器、真空裝置的三口燒瓶中加入54克聚乙二醇單甲醚1000、23克聚乙二醇單甲醚2000、18克甲基丙烯酸、2克對甲苯磺酸，3克對苯二酚，在110°C、真空度在-0. 06MPa下反應8小時，然后降溫至60°C出料，即得混合的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入75克軟水，然后攪拌并水浴加熱至溫度75°C，在此溫度之下，用30分鐘滴加完18份混和液(上述制備的大單體114克、0. 98克巰基乙酸、28. 5克軟水組成的混合液)，滴完后，溫度立即升至800C，并用60分鐘滴加完30份混和液，滴完后，溫度立即升至85°C，并用90分鐘滴加完52份混和液。在滴加第一次混和液的同時，滴加2. 87%過硫酸銨水溶液60克，210分鐘滴完，引發(fā)劑液滴完之后保溫I小時，然后降溫至50°C，加入30%氫氧化鈉溶液21. 52克，即得本發(fā)明的聚羧酸減水劑。實施例4在裝有溫度計、油浴鍋、調速攪拌器、真空裝置的三口燒瓶中加入54克聚乙二醇 單甲醚1000、23克聚乙二醇單甲醚2000、18克甲基丙烯酸、2克對甲苯磺酸，3克對苯二酚，在110°C、真空度在-0. 06MPa下反應8小時，然后降溫至60°C出料，即得混合的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入75克軟水，然后攪拌并水浴加熱至溫度80°C，在此溫度之下，用90分鐘滴加完50份混和液(上述制備的大單體114克、0. 98克巰基乙酸、28. 5克軟水組成的混合液)，滴完后，溫度立即升至850C，并用90分鐘滴加完50份混和液。在滴加第一次混和液的同時，滴加2. 87%過硫酸銨水溶液60克，210分鐘滴完，引發(fā)劑液滴完之后保溫I小時，然后降溫至50°C，加入30%氫氧化鈉溶液21. 52克，即得本發(fā)明的聚羧酸減水劑。對比實施例在裝有溫度計、油浴鍋、調速攪拌器、真空裝置的三口燒瓶中加入54克聚乙二醇單甲醚1000、23克聚乙二醇單甲醚2000、18克甲基丙烯酸、2克對甲苯磺酸，3克對苯二酚，在110°C、真空度在-0. 06MPa下反應8小時，然后降溫至60°C出料，即得混合的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入75克軟水，然后攪拌并水浴加熱至溫度85°C，在此溫度之下，用180分鐘滴加完100份混和液(上述制備的大單體114克、0. 98克巰基乙酸、28. 5克軟水組成的混合液)，同時滴加2. 87%過硫酸銨水溶液60克，210分鐘滴完，引發(fā)劑液滴完之后保溫I小時，然后降溫至50°C，加入30%氫氧化鈉溶液21. 52克，即得本發(fā)明的聚羧酸減水劑。將實施例1-4和對比實施例，按照下列配合比進行試驗海豹水泥PO. 42. 5 :水中砂大石子小石子=360 150 805 666 359，減水劑用量為凝膠材料用量的
1.0%，其結果見表I所示。表I混凝土性能測試結果
權利要求
1.一種聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入第一部分軟水，升溫到75°C，然后將聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體，巰基乙酸和第二部分軟水組成的混合液采用梯度升溫和分次滴加的方式滴加到燒瓶中進行聚合反應，同時在滴加混合液的同時滴加引發(fā)劑，3-3. 5h滴完，保溫反應1-1.5h，冷卻到50°C，加入30%氫氧化鈉溶液中和至PH = 6-7，得聚羧酸減水劑。
2.根據權利要求I所述的一種制備聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的聚合反應中梯度升溫的溫度控制在75-85°C，每次升高的溫差為5-10°C，分次滴加的次數為2-3次。
3.根據權利要求I所述的一種制備聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的 聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體通過如下方法制備將聚乙二醇單甲醚1000、聚乙二醇單甲醚2000、甲基丙烯酸、對甲苯磺酸和對苯二酚投入反應器中，在溫度110°C、真空度-0. 06Mpa下，反應時間8小時，然后降溫至60°C出料，即得聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體。
4.根據權利要求3所述的一種制備聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體的制備中，聚乙二醇單甲醚1000、聚乙二醇單甲醚2000、甲基丙烯酸、對甲苯磺酸和苯二酚的質量比為50-55 20-25 : 18 : 2 : 3。
5.根據權利要求I的一種制備聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的聚合反應中，第一部分軟水、聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體、巰基乙酸、第二部分軟水，引發(fā)劑和30%的氫氧化鈉溶液的質量比為22-25 35-40 ;0. 25-0. 4 20 7-8。
6.根據權利要求5的一種制備聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為2. 8-3%的過硫酸銨水溶液。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種聚羧酸減水劑的制備方法，在裝有溫度計、調速攪拌器，回流冷凝管及滴加裝置的四口燒瓶中，加入第一部分軟水，升溫到75℃，然后將聚乙二醇單甲醚甲基丙烯酸酯大單體，巰基乙酸和第二部分軟水組成的混合液采用梯度升溫和分次滴加的方式滴加到燒瓶中進行聚合反應，同時在滴加混合液的同時滴加引發(fā)劑，3-3.5h滴完，保溫反應1-1.5h，冷卻到50℃，加入30％氫氧化鈉溶液中和至pH＝6-7，得聚羧酸減水劑。本發(fā)明的聚羧酸減水劑具有使混凝土初期分散性好而且流動保持性優(yōu)良的特點，滿足了現(xiàn)場對混凝土的施工要求，操作簡單，提高了聚羧酸減水劑的應用效果。
文檔編號C04B103/30GK102746438SQ20111010891
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者付強善, 劉生如, 張厚平, 王小兵, 蔡桂芝, 陳紅根 申請人:江蘇尼高科技有限公司