一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制備方法。它是由單體甲基烯基聚氧乙烯醚20~60%、單體A10~30%、單體B20~60%、單體C10~30%四種單體在“H2O2-維生素C”氧化還原引發(fā)劑下常溫共聚而成。本發(fā)明方法制得的緩釋型聚羧酸減水劑，應(yīng)用在配制的混凝土上，減水劑緩釋速度均勻，可以彌補(bǔ)長途運(yùn)輸坍落度損失，坍落度保持能力好，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)；本生產(chǎn)工藝所采用的是常溫聚合方法，工藝流程簡捷，縮短生產(chǎn)時間，減輕生產(chǎn)設(shè)備磨損，提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本。
【專利說明】一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計屬于混凝土外加劑領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和建筑水平的提高，對混凝土質(zhì)量要求越來越高。但 是由于優(yōu)質(zhì)砂石資源的減少和混凝土成分的復(fù)雜性，在預(yù)拌混凝土工業(yè)中，新拌混凝土坍 落度損失問題一直是困擾工程施工的難題，特別是長時間運(yùn)輸會導(dǎo)致混凝土坍落度損失過 大，影響混凝土的工作性。有時加水重塑會使實(shí)際混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B等耐久性能達(dá)不到 預(yù)期設(shè)計的效果。采用常規(guī)的減水劑無法解決上述問題，研發(fā)一種在一定時間內(nèi)緩慢釋放 的緩釋型聚羧酸減水劑，可以有效解決新拌混凝土的坍落度損失和相應(yīng)建筑施工等問題。
[0003] 通過在減水劑中復(fù)配緩凝組分是常用的控制混凝土坍落度損失的方法，但有時凝 結(jié)時間過長也不能滿足工程施工的要求。施工前加水重塑混凝土不但會提高混凝土的水灰 t匕，也會增加混凝土的含氣量降低混凝土的抗?jié)B性。總之混凝土的坍落度損失對混凝土的 工作性能和耐久性能造成了較大的影響，提高混凝土的坍落度保持性能成為預(yù)拌混凝土工 業(yè)面臨的重要問題。
[0004] 緩釋型減水劑是通過物理或化學(xué)的方式控制減水劑分子對水泥顆粒的分散作用 進(jìn)程，在一定時間內(nèi)使減水劑分子對水泥顆粒的分散作用持續(xù)、緩慢進(jìn)行。采用緩釋型減水 劑的混凝土在攪拌初期混凝土坍落度較小，但隨著時間的延長，混凝土的坍落度會隨之增 大，緩釋型減水劑的這種特點(diǎn)不但可以保持預(yù)拌混凝土長時間運(yùn)輸后的坍落度，也可以避 免高溫下長時間的運(yùn)輸造成的拌合水的蒸發(fā)。此外，緩釋型減水劑還可以配制在水利大壩 工程中等采用的微坍落度混凝土，由此可以降低碾壓混凝土骨料分離、層間結(jié)合薄弱、容易 形成微小滲漏通道的不足，達(dá)到良好的抗拉、抗剪切、抗凍等性能。
[0005] 目前緩釋型聚羧酸減水劑的生產(chǎn)工藝一般都是在4(T80°C溫度下進(jìn)行自由基聚 合反應(yīng)，通過常溫合成將大大減少生產(chǎn)成本，有很高的經(jīng)濟(jì)效益，響應(yīng)了國家節(jié)能減排的號 召，有優(yōu)良的社會效益。
[0006] 在專利CN101205127 A介紹了一種徐放型聚羧酸系高性能減水劑的配方及其制造 方法，配方包括酯化反應(yīng)配方和聚合反應(yīng)配方，得到緩釋型聚羧酸減水劑，此方法中由于使 用的是烯丙基醚，聚合活性較甲基烯丙基聚氧乙烯醚低，并且馬來酸酐水解速度很快，產(chǎn)品 性能和緩釋速度不理想。在專利CN101735411 A中公開了一種醚類緩釋型聚羧酸減水劑及 其的制備工藝，共聚反應(yīng)中，在4(T55°C下首先將含有不飽和雙鍵的聚氧乙烯醚或酯大單體 配制成溶液加入反應(yīng)釜中，升溫至6(T85°C后將甲基丙烯酸或丙烯酸、丙烯磺酸鈉、丙烯酸 羥乙酯、二乙二酸雙丙烯酸酯的混合溶液滴加加入，過硫酸鹽引發(fā)劑單獨(dú)滴加加入，反應(yīng)時 間長達(dá)8h，工藝較復(fù)雜，并且反應(yīng)溫度85 °C較高，能耗較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)和工藝所存在的缺陷，通過對聚羧酸系減水劑分子 結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，實(shí)現(xiàn)聚羧酸系減水劑的均勻釋放，緩釋速度得到控制，可以系統(tǒng)有效的解 決混凝土坍落度損失過快的問題；并且響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，采用常溫聚合的生產(chǎn)工 藝，減少生產(chǎn)能耗，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，在產(chǎn)品應(yīng)用和市場推廣上有良好的前景。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 將甲基烯基聚氧乙烯醚加入到反應(yīng)釜中，再加入一定量的軟化水，攪拌均勻，所述 軟化水的加入量為上述單體質(zhì)量的（50?80)% ; (2) 將濃度為（20?40)% H2O2的水溶液加入到上述反應(yīng)釜中，不斷攪拌，確保釜內(nèi)溶 解成均一液體； (3) 將單體A、單體B、單體C溶于水中，配置成（60?70) %的混合水溶液；將鏈轉(zhuǎn)移劑 和維生素 C制劑溶于水中，配置成（60?70)%的混合水溶液，； (4) 向步驟（2)得到的溶液中，同時滴加單體A、單體B、單體C的混合水溶液、鏈轉(zhuǎn)移 劑和維生素 C的混合水溶液；其中單體A、單體B、單體C的混合水溶液滴加2. 8-3. 2h，鏈轉(zhuǎn) 移劑和維生素 C的混合水溶液滴加3. 4-3. 6h， 其中，甲基烯基聚氧乙烯醚、單體A、單體B、單體C四種單體的質(zhì)量比為：（2(Γ60): (1(Γ30) :(2(Γ60) :(1(Γ30);鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為甲基烯基聚氧乙烯醚、單體Α、單體B和 單體C四種單體總質(zhì)量的（0. 1?1. 0) % ;維生素 C制劑的加入量為單體甲基烯基聚氧乙烯 醚、單體Α、單體Β、單體C四種單體總質(zhì)量的（0. 1?0. 6) % ; (5) 滴加結(jié)束后繼續(xù)保溫老化lh，降至室溫后，用濃度為2(Γ40%堿溶液調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH 值為6~7,即可獲得目標(biāo)產(chǎn)物， 所述的單體A為丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸酐中的一種或多種； 所述的單體B為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或馬來酸二甲酯中的一種或多種； 所述的單體C為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的 一種或兩種。
[0009] 所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（2)中H2O 2的加入量 為單體甲基烯基聚氧乙烯醚、單體A、單體B、單體C四種單體總質(zhì)量的（0.6?1.0)%。 [0010] 所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟⑶中所述的鏈轉(zhuǎn) 移劑為巰基丙酸或巰基乙酸的一種或兩種。
[0011] 所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（1)中所述的單體 甲基烯基聚氧乙烯醚，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種緩釋型聚羧酸減水劑的常溫制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1)將甲基烯基聚氧乙烯醚加入到反應(yīng)釜中，再加入一定量的軟化水，攪拌均勻，所述 軟化水的加入量為上述單體質(zhì)量的50?80% ; ⑵將濃度為20?40% H2O2的水溶液加入到上述反應(yīng)釜中，不斷攪拌，確保釜內(nèi)溶解 成均一液體； (3) 將單體A、單體B、單體C溶于水中，配置成60?70%的混合水溶液；將鏈轉(zhuǎn)移劑和 維生素 C制劑溶于水中，配置成60?70%的混合水溶液； (4) 向步驟（2)得到的溶液中，同時滴加單體A、單體B、單體C的混合水溶液、鏈轉(zhuǎn)移 劑和維生素 C的混合水溶液；其中單體A、單體B、單體C的混合水溶液滴加2. 8-3. 2h，鏈轉(zhuǎn) 移劑和維生素 C的混合水溶液滴加3. 4-3. 6h， 其中，甲基烯基聚氧乙烯醚、單體A、單體B、單體C四種單體的質(zhì)量比為2(Γ60 :1(Γ30 : 2(Γ60 :1(Γ30 ;鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為甲基烯基聚氧乙烯醚、單體Α、單體B和單體C四種單體 總質(zhì)量的〇. 1?1. 〇% ;維生素 C制劑的加入量為單體甲基烯基聚氧乙烯醚、單體A、單體B、 單體C四種單體總質(zhì)量的0. 1?0. 6% ; (5) 滴加結(jié)束后繼續(xù)保溫老化lh，降至室溫后，用濃度為2(Γ40%堿溶液調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH 值為6~7,即可獲得目標(biāo)產(chǎn)物， 所述的單體A為丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸酐中的一種或多種； 所述的單體B為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯或馬來酸二甲酯中的一種或多種； 所述的單體C為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨中的 一種或兩種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（2) 中H2O2的加入量為單體甲基烯基聚氧乙烯醚、單體A、單體B、單體C四種單體總質(zhì)量的 0. 6 ?1. 0%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（3) 中所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基丙酸或巰基乙酸的一種或兩種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（1) 中所述的單體甲基烯基聚氧乙烯醚，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
分子量為2000?3000,其中m取值為32?68, η取值為0?10。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于：步驟（5) 中所述的濃度為2(Γ40%堿溶液為乙二胺、三乙醇胺、氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液。
【文檔編號】C04B103/30GK104371073SQ201410597709
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】黃海, 汪志勇, 張學(xué)亮, 王亮, 宋井仁, 李雙 申請人:中鐵四局集團(tuán)有限公司, 安徽中鐵工程材料科技有限公司