一種醚類聚羧酸減水劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醚類聚羧酸減水劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各種工業(yè)與民用建筑、公路鐵路橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道、礦井建設(shè)、水工結(jié)構(gòu)、海洋開發(fā)、地?zé)峁こ桃约败娛碌仍S多工程的建設(shè)都離不開混凝土。目前，隨著混凝土向高性能化和多功能化的方向發(fā)展，要求混凝土具有高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性，并能滿足在許多特殊情況下的應(yīng)用。具有超分散性能的聚羧酸減水劑己成為高性能混凝土中不可缺少的組分。
[0003]聚羧酸減水劑含有羧酸基、磺酸基、酯基等官能團(tuán)，在聚合物的分子結(jié)合過程中，不同單體以隨機(jī)或有規(guī)律地聚合在一起，使分子具有梳型結(jié)構(gòu)，其特殊的結(jié)構(gòu)決定了它優(yōu)越性能。聚羧酸減水劑可以按照聚合物分子剪裁設(shè)計(jì)原則，通過自由基共聚合反應(yīng)將可聚合結(jié)構(gòu)單元合成預(yù)定結(jié)構(gòu)與性能的減水劑，通過調(diào)整單體組分及其之間的比例關(guān)系、選取高反應(yīng)活性單體和引發(fā)劑等，最終得到能滿足特殊需求的含有理想分子結(jié)構(gòu)的主鏈、側(cè)鏈，并使其具有一定電荷密度及分子構(gòu)象分子結(jié)構(gòu)的聚合物。
[0004]在聚羧酸減水劑的相關(guān)研究中，眾多企業(yè)和科研單位主要關(guān)注聚羧酸性能的提升、或性價(jià)比的提升，或產(chǎn)品的功能化設(shè)計(jì)，而對(duì)于聚羧酸減水劑生產(chǎn)過程的研究較少。聚羧酸減水劑的合成一般采用水溶液自由基聚合，在反應(yīng)過程中隨著反應(yīng)單體的消耗，單體轉(zhuǎn)化率的提高，體系的粘度也隨之增大，即產(chǎn)物的分子量逐漸提高，并且由于反應(yīng)體系傳質(zhì)傳熱的非均一性，導(dǎo)致體系中可能局部發(fā)生暴聚現(xiàn)象，因此會(huì)導(dǎo)致凝膠現(xiàn)象出現(xiàn)，實(shí)際生產(chǎn)過程中特別是在釜壁及攪拌槳上非常容易出現(xiàn)大團(tuán)凝膠，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)釜出料口及產(chǎn)品輸送過程中管道的堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種醚類聚羧酸減水劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種醚類聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟:
[0008](1)將100重量份不飽和聚醚、2?11重量份丙烯酸、1?6重量份不飽和磺酸鹽、0.01?0.6重量份石錯(cuò)、1?6重量份乙二胺四乙酸二鈉鹽和50重量份水加入反應(yīng)爸中，攪拌下溶解，配制成反應(yīng)底料，于反應(yīng)底料的液面下持續(xù)通氮?dú)?2?20min，同時(shí)升溫至30?40°C ;上述不飽和聚醚為甲基烯丙基聚氧乙烯基醚或異戊烯基聚氧乙烯基醚；
[0009](2)在步驟⑴所得物料的液面下持續(xù)通氮?dú)猓⑦B續(xù)攪拌，一次性加入1?6重量份過氧化氫，同時(shí)滴加第一混合溶液和第二混合溶液，控制滴加速度，滴加時(shí)間為1?2.5h，滴加完畢后，將反應(yīng)體系升溫至50?60°C，一次性加入0.2?1.0重量份過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.8?1.2h ;其中第一混合溶液由4?11重量份不飽和羧酸、1?6重量份烯丙基硫脲、0.2?1.5重量份鏈轉(zhuǎn)移劑和30重量份水配制而成，第二混合溶液由0.05?1.2重量份還原劑、0.05?0.6重量份助還原劑四甲基乙二胺和30重量份水配制而成；
[0010](3)在步驟(2)所得物料中加入0.01?0.06重量份二甲基二硫代氨基甲酸鈉以終止反應(yīng)，并加入8?22重量份質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，冷卻至40?50°C，出料，得到醚類聚羧酸減水劑。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(1)為:將100重量份不飽和聚醚、3?10重量份丙稀酸、1?5重量份不飽和磺酸鹽、0.01?0.5重量份石錯(cuò)、1?5重量份乙二胺四乙酸二鈉鹽和50重量份水加入反應(yīng)釜中，攪拌下溶解，配制成反應(yīng)底料，于反應(yīng)底料的液面下持續(xù)通氮?dú)?5min，同時(shí)升溫至30?40°C。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(2)為:在步驟(1)所得物料的液面下持續(xù)通氮?dú)?，并連續(xù)攪拌，一次性加入1?5重量份過氧化氫，同時(shí)滴加第一混合溶液和第二混合溶液，控制滴加速度，滴加時(shí)間為1?2h，滴加完畢后，將反應(yīng)體系升溫至50?60°C，一次性加入0.2?0.8重量份過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為lh。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述步驟(3)為:在步驟(2)所得物料中加入0.01?0.05重量份二甲基二硫代氨基甲酸鈉以終止反應(yīng)，并加入10?20重量份質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，冷卻至45°C，出料，得到醚類聚羧酸減水劑。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述不飽和磺酸鹽為2-羥基-3-烯丙氧基丙磺酸鈉、2-羥基-3-烯丙氧基丙磺酸鉀、2-羥基-4-烯丁氧基丙磺酸鈉或2-羥基-4-烯丁氧基丙磺酸鉀。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述不飽和羧酸為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥甲酯、丙烯酸羥乙酯和衣康酸中的至少一種。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙醇、巰基乙酸或巰基丙酸。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述還原劑為2-羥基-2-亞磺酸基乙酸二鉀鹽或2-羥基-2-磺酸基乙酸二鉀鹽。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明的制備方法有利于避免凝膠生成:加入反應(yīng)單體前，通入氮?dú)獬シ磻?yīng)釜中的空氣，以提供聚合反應(yīng)的無氧環(huán)境；反應(yīng)中加入石蠟，可盡量減少或防止聚合物粘附在釜壁或攪拌槳等反應(yīng)釜部件上；引入的不飽和磺酸，其結(jié)構(gòu)中含有三個(gè)官能團(tuán)，是一種高度親水的的功能性單體，能增加聚合物的親水性，有利于避免凝膠物質(zhì)的生成。
[0020]2、本發(fā)明的制備方法能使制得的聚羧酸減水劑的的貯存穩(wěn)定性大大提高，不會(huì)產(chǎn)生凝膠或白色凝膠狀漂浮物:所引入的烯丙基硫脲，帶有抗氧化功能的基團(tuán)，可以防止產(chǎn)物交聯(lián)和降解，可以提高抗氧化基團(tuán)的使用效率，由于抗氧基團(tuán)與聚合物主鏈之間通過共價(jià)鍵鍵合，不會(huì)出現(xiàn)分離效應(yīng)；所加入的二甲基二硫代氨基甲酸鈉能與反應(yīng)體系中殘留的鏈自由基反應(yīng)，使鏈自由基活性消失，使得反應(yīng)終止。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明和描述。
[0022]實(shí)施例1
[0023](1)將100重量份甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、5重量份丙烯酸、1重量份2-羥基-3-烯丙氧基丙磺酸鈉、0.01重量份石蠟、1重量份乙二胺四乙酸二鈉鹽和50重量份水加入反應(yīng)釜中，攪拌下溶解，配制成反應(yīng)底料，于反應(yīng)底料的液面下持續(xù)通氮?dú)?5min，同時(shí)升溫至40°C ;
[0024](2)在步驟(1)所得物料的液面下持續(xù)通氮?dú)?，并連續(xù)攪拌，一次性加入4重量份過氧化氫，同時(shí)滴加第一混合溶液和第二混合溶液，控制滴加速度，滴加時(shí)間為2h，滴加完畢后，將反應(yīng)體系升溫至55°C，一次性加入0.8重量份過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為lh ;其中第一混合溶液由5重量份丙烯酸、3重量份烯丙基硫脲、0.2重量份巰基乙醇和30重量份水配制而成，第二混合溶液由1重量份2-羥基-2-亞磺酸基乙酸二鉀鹽、0.5重量份助還原劑四甲基乙二胺和30重量份水配制而成；
[0025](3)在步驟⑵所得物料中加入0.01重量份二甲基二硫代氨基甲酸鈉以終止反應(yīng)，并加入13重量份質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，冷卻至45°C，出料，得到醚類聚羧酸減水劑。
[0026]實(shí)施例2
[0027](1)將100重量份異戊烯基聚氧乙烯基醚、8重量份丙烯酸、2重量份2-羥基-3-烯丙氧基丙磺酸鉀、0.01重量份石蠟、4重量份乙二胺四乙酸二鈉鹽和50重量份水加入反應(yīng)釜中，攪拌下溶解，配制成反應(yīng)底料，于反應(yīng)底料的液面下持續(xù)通氮?dú)?5min，同時(shí)升溫至30。。；
[0028](2)在步驟(1)所得物料的液面下持續(xù)通氮?dú)?，并連續(xù)攪拌，一次性加入2重量份過氧化氫，同時(shí)滴加第一混合溶液和第二混合溶液，控制滴加速度，滴加時(shí)間為2h，滴加完畢后，將反應(yīng)體系升溫至55°C，一次性加入0.5重量份過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為lh ;其中第一混合溶液由4重量份丙烯酸、1重量份丙烯酸羥乙酯、1重量份烯丙基硫脲、0.4重量份巰基乙醇和30重量份水配制而成，第二混合溶液由0.4重量份2-羥基-2-亞磺酸基乙酸二鉀鹽、0.5重量份助還原劑四甲基乙二胺和30重量份水配制而成；
[0029](3)在步驟⑵所得物料中加入0.04重量份二甲基二硫代氨基甲酸鈉以終止反應(yīng)，并加入17重量份質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，冷卻至45°C，出料，得到醚類聚羧酸減水劑。
[0030]實(shí)施例3
[0031 ] (1)將100重量份異戊烯基聚氧乙烯基醚、3重量份丙烯酸、3重量份2-羥基_4_烯丁氧基丙磺酸鈉、0.5重量份石蠟、4重量份乙二胺四乙酸二鈉鹽和50重量份水加入反應(yīng)釜中，攪拌下溶解，配制成反應(yīng)底料，于反應(yīng)底料的液面下持續(xù)通氮?dú)?5min，同時(shí)升溫至40。。；
[0032](2)在步驟(1)所得物料的液面下持續(xù)通氮?dú)?，并連續(xù)攪拌，一次性加入1重量份過氧化氫，同時(shí)滴加第一混合溶液和第二混合溶液，控制滴加速度，滴加時(shí)間為lh，滴加完畢后，將反應(yīng)體系升溫至60°C，一次性加入0.5重量份過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間