專利名稱：一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料中混凝土外加劑領(lǐng)域。具體涉及到一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法。
背景技術(shù)：
聚羧酸系減水劑由于其摻量低、減水率高、坍落度保持性能良好等優(yōu)點(diǎn)，愈來愈受到國內(nèi)外研究者的關(guān)注。目前，國內(nèi)聚羧酸系減水劑母液絕大部分以40%左右的固含量生產(chǎn)。一般來說，所合成的減水劑減水率會隨著母液濃度的提高而下降。對于更高固含量(60%以上)的聚羧酸系減水劑的直接制備方法尚處于研究探索階段，成熟的產(chǎn)品甚少，高固含聚羧酸系減水劑的直接制備方法具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(1)能夠大大提高生產(chǎn)效率，提高設(shè)備的利用·率。相對于傳統(tǒng)的40%固含生產(chǎn)方法，生產(chǎn)效率提高了 50%以上。(2)解決儲存場地困難、包裝成本等問題。(3)節(jié)約運(yùn)輸成本、人力成本等。已有研究人員通過真空抽吸工藝或加入良溶劑等方法以獲得高固含量(60%以上)的產(chǎn)品，但真空抽吸的生產(chǎn)速率很低，生產(chǎn)能耗大；加入良溶劑，不但會使成本提高，而且一般的有機(jī)溶劑或多或少都有一定毒性，在減水劑最終的應(yīng)用時(shí)會對環(huán)境造成污染的同時(shí)，還會危害施工及合成人員的身體健康，且生產(chǎn)控制繁瑣。專利CN102627743A提供了一種高固含量聚羧酸系減水劑的制備方法，該發(fā)明采用先酯化得到甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯大單體，再與不飽和單體進(jìn)行本體聚合，需兩步法合成減水劑，需要除水，工藝比較繁瑣，且合成時(shí)間較長。通常，采用本體聚合方式合成聚羧酸系減水劑，對工藝控制要求高，容易暴聚，且產(chǎn)品的性能往往不佳。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法。高固含聚羧酸系減水劑的合成技術(shù)難點(diǎn)主要在底水中反應(yīng)物的濃度、小單體的滴加濃度和聚合物的分子量的合理協(xié)調(diào)控制方面。本發(fā)明通過控制含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚在底水中的濃度(控制在659Γ7590及丙烯酸和分子量調(diào)節(jié)劑的混合水溶液濃度(控制在50%飛0%)，通過自由基引發(fā)進(jìn)行水溶液共聚，再加堿中和后，直接得到固含量達(dá)60°/Γ70%的醚類聚羧酸系減水劑。技術(shù)方案本發(fā)明提供的一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、將含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚加入底水中攪拌溶解，使含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚在底水中的濃度控制在65°/Γ75%，并升溫至50°C 70°C ；步驟二、在50°C 70°C條件下，再投入引發(fā)劑，充分?jǐn)嚢枞芙?；步驟三、在50°C 70°C條件下，滴加濃度控制在50°/Γ60%的丙烯酸和分子量調(diào)節(jié)劑的混合水溶液，滴加時(shí)間為2. 5tT3. 5h ；
步驟四、滴加完畢后，在50°C 70°C條件下，再保溫Ihlh ；步驟五、降溫至40°C以下，加堿中和，調(diào)節(jié)pH為5 7。上述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，兩種共聚單體的重量份數(shù)百分比在下述范圍內(nèi)不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚 88°/Γ92%;丙烯酸8% 12% ;上述兩種單體比例總和為100%。其中，不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚用通式I)表示· CH3I通式 I)
C—C = CH--CHz' O Λ O 3^-H式中AO是2 4個(gè)碳原子的氧化烯基或兩個(gè)或更多的這種氧化烯基的混合物，η為氧化烯基的平均加成摩爾數(shù)，為2(Γ50。上述的含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚為優(yōu)選AO是2 3個(gè)碳原子的氧化烯基的混合物，且氧化烯基的平均加成摩爾數(shù)η=40的改性聚氧化烯基醚。上述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，步驟二中，引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種或其混合物；步驟三中，分子量調(diào)節(jié)劑為3-巰基丙酸、巰基乙醇中的一種或其混合物。有益效果按本發(fā)明方法能夠一步法直接制備固含量高達(dá)609Γ70%的醚類聚羧酸系減水劑，且具有減水率高、低摻量、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、制備工藝方便等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和比較例對本發(fā)明過程和效果做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I。I、所用單體組成及配比如下I)不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚，占單體總重量88%，其結(jié)構(gòu)通式為
t/Oj
H3C—C = CH—H通式中AO為2 3個(gè)碳原子的氧化烯基，n=40 ；2)丙烯酸，占單體總重量12%。2、制備工藝如下I)將含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚按上述比例加入反應(yīng)釜內(nèi)，加入去離子水，使釜內(nèi)單體混合水溶液的濃度為65%，并慢慢升溫至60°C ；2)加入引發(fā)劑過硫酸銨，過硫酸銨用量占單體總重量的2. 5%,攪拌充分溶解；3)單滴濃度為60%的丙烯酸和3-巰基丙酸混合溶液。其中，3-巰基丙酸用量為單體總重量的I. 2%，滴加時(shí)間為3h ；4)在60°C條件下，再保溫I· 5h ;
5)降溫至40°C，加40%濃度的液堿中和至pH為6。即得固含為62. 4%的該發(fā)明產(chǎn)品 PCH-I。實(shí)施例2。I、所用單體組成及配比如下I)不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚，占單體總重量90%，其結(jié)構(gòu)通式為
權(quán)利要求
1.一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于，它包括以下步驟 步驟一、將含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚加入底水中攪拌溶解，使含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚在底水中的濃度控制在65°/Γ75%，并升溫至50°C 70°C ； 步驟二、在50°C 70°C條件下，再投入引發(fā)劑，充分?jǐn)嚢枞芙猓? 步驟三、在50°C 70°C條件下，滴加濃度控制在50°/Γ60%的丙烯酸和分子量調(diào)節(jié)劑的混合水溶液，滴加時(shí)間為2. 5tT3. 5h ； 步驟四、滴加完畢后，在50°C 70°C條件下，再保溫Ihlh ； 步驟五、降溫至40°C以下，加堿中和，調(diào)節(jié)pH為5 7。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于，兩種共聚單體的重量份數(shù)百分比在下述范圍內(nèi) 不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚88°/Γ92% ； 丙烯酸8°/Γ 2% ； 上述兩種單體比例總和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于，不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚用通式I)表示 CiIl I通式I) H3C—C = CH—CH2^^0 —■(AO 式中AO是2 4個(gè)碳原子的氧化烯基或兩個(gè)或更多的這種氧化烯基的混合物，η為氧化烯基的平均加成摩爾數(shù)，為2(Γ50。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于優(yōu)選AO是2 3個(gè)碳原子的氧化烯基的混合物，且氧化烯基的平均加成摩爾數(shù)η=40的含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于步驟二中，自由基引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種或其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，其特征在于步驟三中，分子量調(diào)節(jié)劑為3-巰基丙酸、巰基乙醇中的一種或其混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高固含醚類聚羧酸系減水劑的直接制備方法，通過控制含不飽和雙鍵的改性聚氧化烯基醚在底水中的濃度(控制在65%~75%)及丙烯酸和分子量調(diào)節(jié)劑的混合水溶液濃度(控制在50%~60%)，通過自由基引發(fā)進(jìn)行水溶液共聚，再加堿中和后，直接得到固含量達(dá)60%~70%的醚類聚羧酸系減水劑。該減水劑的直接制備方法能夠大大提高生產(chǎn)效率，提高設(shè)備的利用率，相對于傳統(tǒng)的40%固含聚羧酸系減水劑的直接制備方法，生產(chǎn)效率提高了50%以上；能夠有效地解決儲存場地困難、包裝成本等問題；能夠節(jié)約運(yùn)輸成本、人力成本等。按本發(fā)明方法制備的聚羧酸系減水劑具有制備工藝方便、減水率高、低摻量、產(chǎn)品穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
文檔編號C04B24/26GK102875746SQ201210401329
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者唐修生, 溫金保, 高欣欣, 黃國泓, 祝燁然, 季海, 馬進(jìn)南, 段國榮 申請人:南京瑞迪高新技術(shù)有限公司