專利名稱：一種高固含量聚羧酸減水劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減水劑的制備方法，具體地說(shuō)是一種高固含量聚羧酸減水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土減水劑用于混凝土中可以顯著降低混凝土的用水量，根據(jù)混凝土強(qiáng)度的水灰比定律，用水量越低，混凝土強(qiáng)度越高。另外一個(gè)用途是保持單方混凝土用水量不變，可以顯著提高新拌混凝土的流動(dòng)性，來(lái)滿足現(xiàn)代混凝土的施工的泵送工藝要求?；炷翜p水劑自上個(gè)世紀(jì)40年代開(kāi)始使用，第一代產(chǎn)品為用造紙廢液制備的木質(zhì)素磺酸鹽，第二代減水劑由德國(guó)和日本發(fā)明的萘磺酸鹽甲醛縮合物，三聚氰胺磺化甲醛縮合物，脂肪族磺化物，氨基磺酸鹽甲醛縮合物等等。上世紀(jì)八十年代，日本觸媒發(fā)明了第三代高效減水劑，聚羧酸高效減水劑，該產(chǎn)品的特征為，主鏈為丙烯酸或甲基丙烯酸，支鏈為甲氧基聚乙二醇。該產(chǎn)品的特征為，比傳統(tǒng)外加劑用量少，減水率高，綜合性能優(yōu)越，生產(chǎn)工藝環(huán)保。我國(guó)從2000年左右迅速開(kāi)始生產(chǎn)使用。但是傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)品的固體含量只有20%左右，生產(chǎn)效率低。本發(fā)明的目的就是為了達(dá)到生產(chǎn)時(shí)間短，最終產(chǎn)品的固體含量為100%，在保證性能的前提下，可以顯著提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高固含量，性能優(yōu)異，本體聚合制備的高固含量聚羧酸減水劑的方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，具體合成步驟為I)酯化反應(yīng)將甲氧基聚乙二醇、阻聚劑A，不飽和羧酸B、酯化催化劑C依次加入反應(yīng)釜中，在110°C 120°C條件下酯化合成甲氧基聚 乙二醇(甲基)丙烯酸酯大分子單體，反應(yīng)過(guò)程中除去生成的水；2)本體聚合反應(yīng)把制備的酯化液加入反應(yīng)釜中，控制溫度在70 V 80°C，在攪拌條件下滴加不飽和單體D和鏈轉(zhuǎn)移劑E的混合溶液，滴加時(shí)間為I. 5 2小時(shí)，同時(shí)分次加入引發(fā)劑F ;滴加結(jié)束后，保溫I 2小時(shí),最后得到固含量為100的廣品。還可以在滴加結(jié)束后加入引發(fā)劑G的水溶液，調(diào)整水的用量使容器中的固含量濃度為80% 100%，控制溫度在60 65°C，保溫I 2小時(shí)后，停止攪拌，得到液體產(chǎn)品。所述的阻聚劑A為對(duì)苯二酚或吩噻嗪。所述的不飽和羧酸B為丙烯酸或甲基丙烯酸。所述的酯化催化劑C為濃硫酸或?qū)妆交撬?。所述甲氧基聚乙二醇與不飽和羧酸B的摩爾比為I : I 2，甲氧基聚乙二醇和不飽和羧酸B為總反應(yīng)物，酯化催化劑C的重量為總反應(yīng)物重量的1/100 2/100，所述的甲氧基聚乙二醇的分子量是1000 3000。
所述的甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯與不飽和單體D的摩爾比為I : 2 4。所述不飽和單體D是含有不飽和雙鍵的烯烴或者其混合物，或者是含有不飽和雙鍵的烯烴和含有不飽和雙鍵的芳香族物質(zhì)的混合物。選自苯乙烯、馬來(lái)酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類中的一種或兩種以上混合物。所述不飽和單體D為丙烯酸和丙烯酸羥乙酯的混合物時(shí)，摩爾比是2. 8 : 0. 2
0.5 ;為丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的混合物時(shí)，摩爾比是2. 8 0. I 0.5 ;為馬來(lái)酸酐和苯乙烯的混合物時(shí)，摩爾比是3. 0 0. I 0. 5。所述的鏈轉(zhuǎn)移劑E為巰基乙酸或巰基丙酸。所述的引發(fā)劑F為偶氮二異丁氰或過(guò)氧化苯甲酰，其用量為聚合反應(yīng)總反應(yīng)物重量的 1/100 3/100。所述弓I發(fā)劑G為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或水溶性偶氮二異丁腈，其用量為引發(fā)劑F的1/10 1/2。本發(fā)明與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類產(chǎn)品的相比，其優(yōu)點(diǎn)在于以下幾點(diǎn)I、產(chǎn)品綠色環(huán)保、無(wú)甲醛含量，屬于低堿產(chǎn)品，無(wú)三廢排放。2、與國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品相比，本發(fā)明的產(chǎn)品固含量高，節(jié)省了生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的成本，降低產(chǎn)品價(jià)格。3、與國(guó)外同類型產(chǎn)品相比，本發(fā)明的產(chǎn)品為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)，價(jià)格低廉。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)實(shí)施例II)在裝有攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入分子量為2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚劑對(duì)苯二酚0. 04克，單體丙烯酸7. 2克，催化劑濃硫酸2克，加熱至115°C，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后得到酯化液。2)控制溫度為80°C，在酯化液中滴加丙烯酸10. 08克和鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸0. 9克的混合溶液，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加的同時(shí)分次加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰2. 4克。保溫I小時(shí)后，滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸銨的水溶液，滴加時(shí)間I小時(shí)，反應(yīng)溫度為60°C，保溫I小時(shí)即可。實(shí)施例2I)在裝有攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入分子量為2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚劑對(duì)苯二酚0. 04克，單體丙烯酸6. 48克，催化劑濃硫酸2克，加熱至115°C，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后得到酯化液。2)控制溫度為80°C，在酯化液中滴加丙烯酸10. 08克、丙烯酸羥乙酯I. 7克和鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸0. 9克的混合溶液，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加的同時(shí)分次加入引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰2. 4克。保溫I小時(shí)后，滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸銨水溶液，滴加時(shí)間I小時(shí)，反應(yīng)溫度為60°C，保溫I小時(shí)即可。實(shí)施例3
I)在裝有攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入分子量為2000的甲氧基聚乙二醇100克，阻聚劑對(duì)苯二酚0. 04克，單體丙烯酸9克，催化劑對(duì)甲苯磺酸I. 5克，加熱至115°C，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后得到酯化液。2)控制溫度為80°C，加入馬來(lái)酸酐14. 7克，滴加苯乙烯2克和鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸
0.7克的混合溶液，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加的同時(shí)分次加入酯化液和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰
1.8克，保溫I小時(shí)即可，產(chǎn)品冷卻后為固體。實(shí)施例4I)在裝有攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入分子量為1200的甲氧基聚乙二醇60克，阻聚劑對(duì)苯二酚0. 04克，單體丙烯酸7. 2克，催化劑濃硫酸2克，加熱至115°C，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后得到酯化液。2)控制溫度為80°C，加入馬來(lái)酸酐14. 7克，滴加苯乙烯2克和鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸
0.7克的混合溶液，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加的同時(shí)分次加入酯化液和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰
1.8克，保溫I小時(shí)即可，產(chǎn)品冷卻后為固體。實(shí)施例5I)在裝有攪拌裝置的反應(yīng)釜中加入分子量為1200的甲氧基聚乙二醇60克，阻聚劑對(duì)苯二酚0. 03克，單體丙烯酸7. 2，催化劑對(duì)甲苯磺I. 5克，加熱至115°C，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后得到酯化液。2)控制溫度為80°C，加入馬來(lái)酸酐17. 15克，滴加苯乙烯I. 8克和鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸0.7克的混合溶液，滴加時(shí)間為2小時(shí)，滴加的同時(shí)分次加入酯化液和引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰I. 8克。保溫I小時(shí)后，滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸銨的水溶液，滴加時(shí)間I小時(shí)，反應(yīng)溫度為60°C，保溫I小時(shí)即可。依據(jù)上面5個(gè)實(shí)施例所做的凈漿流動(dòng)度對(duì)比試驗(yàn)一覽表
實(shí)施例實(shí)施例實(shí)施例實(shí)施例實(shí)施例國(guó)內(nèi)某公國(guó)外某公 I2345司司 流動(dòng)
度平 260 210 195 175 185210250
均值綜上所述，根據(jù)工藝操作實(shí)際情況及結(jié)果對(duì)比得出，以上5個(gè)實(shí)施例均為優(yōu)選配方，其中實(shí)施例I為最佳配方。盡管本發(fā)明提高了產(chǎn)品的固含量，但并不影響聚羧酸產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比指標(biāo)基本一致。
權(quán)利要求
1.一種高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于具體步驟為 1)酯化反應(yīng) 將甲氧基聚こニ醇、阻聚劑A，不飽和羧酸B、酷化催化劑C依次加入反應(yīng)釜中，在110°C 120°C條件下酷化合成甲氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯大分子単體，反應(yīng)過(guò)程中除去生成的水； 2)本體聚合反應(yīng) 把制備的酯化液加入反應(yīng)釜中，控制溫度在70°C 80°C，在攪拌條件下滴加不飽和單體D和鏈轉(zhuǎn)移劑E的混合溶液，滴加時(shí)間為I. 5 2小吋，同時(shí)分次加入引發(fā)劑F ;滴加結(jié)束后，保溫I 2小時(shí)，最后得到固含量為100%的廣品； 還可以在滴加結(jié)束后加入引發(fā)劑G的水溶液，調(diào)整水的用量使容器中的固含量濃度為80% 100%，控制溫度在60 65°C，保溫I 2小時(shí)后，停止攪拌，得到液體產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述甲氧基聚こニ醇與不飽和羧酸B的摩爾比為I : I 2，甲氧基聚こニ醇和不飽和羧酸B為總反應(yīng)物，酯化催化劑C的重量為總反應(yīng)物重量的1/100 2/100，所述的甲氧基聚こニ醇的分子量是1000 3000。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的甲氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯與不飽和単體D的摩爾比為I : 2 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的阻聚劑A為對(duì)苯ニ酚或吩噻嗪。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的不飽和羧酸B為丙烯酸或甲基丙烯酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的酯化催化劑C為濃硫酸或?qū)妆交撬帷?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述不飽和單體D是含有不飽和雙鍵的烯烴或者其混合物，或者是含有不飽和雙鍵的烯烴和含有不飽和雙鍵的芳香族物質(zhì)的混合物。選自苯こ烯、馬來(lái)酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類中的ー種或兩種以上混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述不飽和単體D為丙烯酸和丙烯酸羥こ酯的混合物時(shí)，摩爾比是2. 8 O. 2 O. 5;為丙烯酸和甲基丙烯酸こ酯的混合物時(shí)，摩爾比是2. 8 O. I 0.5 ;為馬來(lái)酸酐和苯こ烯的混合物吋，摩爾比是3. O O. I O. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的鏈轉(zhuǎn)移劑E為巰基こ酸或巰基丙酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑F為偶氮ニ異丁氰或過(guò)氧化苯甲酰，其用量為聚合反應(yīng)總反應(yīng)物重量的1/100 3/100。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑G為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或水溶性偶氮ニ異丁腈，其用量為引發(fā)劑F的1/10 1/2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高固含量聚羧酸減水劑的制備方法，具體合成步驟為將甲氧基聚乙二醇、阻聚劑A，不飽和羧酸B、酯化催化劑C依次加入反應(yīng)釜中，在110℃～120℃條件下酯化合成甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯大分子單體，反應(yīng)過(guò)程中除去生成的水；把制備的酯化液加入反應(yīng)釜中，控制溫度在70℃～80℃，在攪拌條件下滴加不飽和單體D和鏈轉(zhuǎn)移劑E的混合溶液，滴加時(shí)間為1.5～2小時(shí)，同時(shí)分次加入引發(fā)劑F；滴加結(jié)束后，保溫1～2小時(shí)，最后得到固含量為100％的產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)為1、產(chǎn)品綠色環(huán)保、無(wú)甲醛含量，屬于低堿產(chǎn)品，無(wú)三廢排放。2、與國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品相比，本發(fā)明的產(chǎn)品固含量高，節(jié)省了生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中的成本，降低產(chǎn)品價(jià)格。
文檔編號(hào)C04B103/30GK102627743SQ20121008823
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者丁志明, 周南南, 周普玉, 朱玲, 楊曉晨, 汪梁 申請(qǐng)人:上海市建筑科學(xué)研究院(集團(tuán))有限公司, 上海建研建材科技有限公司