一种聚羧酸减水剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚羧酸减水剂及其制备方法，其原材料包括如下重量份的组分：聚醚单体190～200重量份、不饱和酸15～25重量份、丙烯酸羟烷基酯1～5重量份、氧化剂1.5～3.5重量份、次磷酸钠1～3重量份、酒石酸0.5～2.5重量份、水325重量份和30～32％质量浓度氢氧化钠11～21重量份，其中聚醚单体为600～3000的甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚。本发明的聚羧酸减水剂的制备方法在5～40℃范围内进行，并且可以避免使用一种还原剂时在较低温度下引发效率较低的问题，同时可以缩短滴加时间，使生产周期更短，能耗较低，降低生产成本。
【专利说明】一种聚羧酸减水剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学建筑材料【技术领域】，具体涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土减水剂是混凝土外加剂中使用量最大、应用面最广的一种，能显著改善混 凝土的性能，被视为作为混凝土的第五组分。到目前为止已经经历了三代。第一代是木 质素磺酸盐普通减水剂，主要以造纸废液纤维素为原料，减水率较低，小于10% ;第二代以 β -萘磺酸甲醛缩合物为主要成分的萘系高效减水剂为代表，还包括蜜胺系减水剂、氨基磺 酸系减水剂和脂肪族高效减水剂，减水率可达20%以上，但是第二代减水剂与水泥、掺合料 适应性差，坍落度损失较大，并且在生产过程中使用大量的甲醛、萘、苯酚等有害物质，不仅 成品有一定毒性，对环境的污染也较大；第三代高性能减水剂以聚羧酸系减水为代表，具有 掺量低，减水率高，坍落度保持性较好等优点，减水率为25?45 %，并且它的合成工艺简 单，生产过程污染小，绿色环保，性价比高，将逐渐取代第二代减水剂，成为未来混凝土的发 展方向。
[0003] 通常，聚羧酸减水剂的合成温度为50?70°C，如CN101492518A以烯丙基聚氧乙 烯醇醚（APEG)、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯三种单体在过硫酸铵在60?120°C条件下制备得到 一种醚类聚羧酸减水剂，该专利未使用链转移剂，分子量难以控制，反应温度较高，能耗较 大。由于加热对设备的要求较高，能耗较大，成本较高，也增加了工作人员的操作难度，近年 来，低温（常温）合成聚羧酸减水剂的工艺被提上日程。如CN102964079A以不饱和聚氧乙 烯醚、不饱和一元羧酸和不饱和磺酸及其盐为单体，以巯基乙酸为链转移剂，在氧化还原作 用体系下，在30?50°C条件下，制备得到聚羧酸减水剂；CN103553409A以甲基烯丙基聚氧 乙烯醚、丙烯酸、马来酸酐二甲酯、甲基丙烯磺酸钠等单体以巯基乙酸和巯基丙酸为链转移 剂，在过氧化氢和吊白块组成氧化还原引发体系的作用下、10?40°C制备得到聚羧酸减水 剂。
[0004] 现阶段，低温（常温）条件下制备聚羧酸减水剂已经取得了一定的进展，但是在绝 大多数的常温与加热工艺中，所使用的链转移剂都是有毒的巯基乙酸与巯基丙酸，这些有 毒的链转移剂具有强烈的刺激性气味，吸入、食入、经皮肤吸收都有可能导致过敏、中毒，不 仅使生产环境变的恶劣，也带来很大的安全隐患。CN102504124A以改性聚醚和丙烯酸为单 体，过硫酸铵为引发剂，甲基丙烯磺酸钠为链转移剂，在60±2°C条件下制备得到环保型聚 羧酸减水剂，但该减水剂采用加热的方式，能耗较大。
[0005] 综合前述的减水剂的制备方法，存在加热工艺对设备的要求较高，能耗较大，成本 较高的问题，及采用有毒的链转移剂具有不绿色环保、存在安全隐患的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种聚羧酸减水剂。
[0007] 本发明的另一目的在于提供上述聚羧酸减水剂的制备方法。
[0008] 本发明的具体技术方案如下：
[0009] -种聚羧酸减水剂，其原材料包括如下重量份的组分：
[0010]
【权利要求】
1. 一种聚羧酸减水剂，其特征在于：其原材料包括如下重量份的组分：
其中聚醚单体为分子量600?3000的甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或异戊烯醇聚 氧乙烯醚。
2. 如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于：所述聚醚单体为分子量 2400?3000的甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或异戊烯醇聚氧乙烯醚。
3. 如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于：所述甲基烯丙基聚氧乙 烯聚氧丙烯醚中EO和PO的嵌段数区间范围为EO:PO = 100:0. 5?2。
4. 如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酸为丙烯酸 或甲基丙烯酸。
5. 如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于：所述丙烯酸羟烷基酯为 甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丙酯。
6. 如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于：所述氧化剂为过氧化氢、 过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的至少一种。
7. -种权利要求1至6中任一权利要求所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于： 包括如下步骤： (1) 溶液的配制：将所述不饱和酸与所述丙烯酸羟烷基酯溶于20?30重量份水中得 第一溶液，将所述次磷酸钠溶于20?30重量份水中得第二溶液，将所述酒石酸溶于20? 30重量份水中得第三溶液，将所述聚醚单体溶于130?140重量份水中得第四溶液； (2) 将所述氧化剂与剩余的水一起加入到反应釜中，于5?40°C下搅拌溶解后，同时 滴加第一溶液、第二溶液、第三溶液和第四溶液，滴加时间为1. 5?3小时，滴加结束后恒温 1?2小时，进行共聚反应； (3) 共聚反应结束后，用32%质量浓度的氢氧化钠调整pH值至6. 0?7. 0,得到澄清溶 液即为所述聚羧酸减水剂。
8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1)为：将所述不饱和酸与丙 烯酸羟烷基酯溶于30重量份水中得第一溶液，将所述次磷酸钠溶于30重量份水中得第二 溶液，将所述酒石酸溶于30重量份水中得第三溶液，将所述聚醚单体溶于135重量份水中 得第四溶液。
【文档编号】C08F220/06GK104496256SQ201410799802
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】钟丽娜, 方云辉, 蒋卓君, 林艳梅 申请人:科之杰新材料集团有限公司