一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂及其制备方法，是采用氧化‑还原激发体系与本体聚合两种自由基聚合工艺生产固体聚羧酸减水剂。本工艺生产的固体聚羧酸减水剂是以不饱和羧酸和不饱和聚氧乙烯醚类大单体在引发剂及链转移剂作用下进行分子的聚合、接枝而形成的具有和常规液体聚羧酸减水剂相同的梳型分子结构的固体聚羧酸减水剂。由于本工艺方法采用双激发工艺，分子结构灵活，可通过引入不同基团得到不同性能的产品，对混凝土地材适应性强，制得的固体聚羧酸减水剂中不含任何挥发性溶剂，产品可通过冷凝切片技术或机械粉碎制得片状或粉状固体聚羧酸减水剂，在使用过程中可配制成各种浓度的水溶液，具有节省运输成本、使用方便的特性，并且粉状的固体聚羧酸减水剂可直接用于干粉砂浆的配制中，具有非常好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工建材领域，特别涉及到一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸系减水剂作为现代混凝土中重要的组分，对提高混凝土的适用性起着重要的作用，聚羧酸减水剂通过调整混凝土拌和期间减水率或坍落度的保持直接提高混凝土的性能，在混凝土工程领域中得到广泛的应用，是新一代的高性能减水剂。但目前聚羧酸减水剂多以液态存在，针对出口或长距离运输如按折固计算存在运输成本高的问题，在一定程度上限制了减水剂的应用范围，而随着干粉砂浆的不断发展，市场也急需一种高质量的固体聚羧酸减水剂。专利CN102372828A(公布日：2012.03.14)报道了一种合成固体聚羧酸减水剂的方法。该专利的技术方案为采用含有不饱和基团的单体在有机溶剂反应，在反应结束后加入碱性物质中和并经过离心分离处理制备聚羧酸减水剂，再将所制得的聚羧酸减水剂经过干燥处理得到固体聚羧酸减水剂。本专利技术一种固体聚羧酸减水剂采用低温方式制备而成，避免了聚羧酸减水剂因高温喷雾干燥而发生交联，破坏聚羧酸减水剂的结构，从而制得性能更为优越的固体聚羧酸减水剂。但是该专利技术专利先要经过离心分离处理，后经过干燥处理才可以形成固体聚羧酸减水剂，生产成本高，并且在干燥过程中需用到大量热能，不利于节能环保。专利CN100366565C(公布日：2008.02.06)报道了一种粉体聚羧酸减水剂的制备方法，它是将聚羧酸减水剂溶液通过雾化器形成雾滴，喷射进入干燥室，进入干燥室的热空气气流与物料流向相同，干燥室进风温度为120-200℃，出风温度为50-110℃，经干燥、沉降而获得粉体聚羧酸减水剂。虽然此工艺解决了部分问题，比如物料粘壁、高温下易发生副反应等问题，但不可避免的是采用喷雾干燥法必带来高能耗，并且在喷雾干燥环节中高温对聚羧酸分子会产生部分交联，对聚羧酸分子结构造成破坏，影响使用效果。专利CN104628969A(公布日：2015.05.20)报道了一种缓释型固体聚羧酸系减水剂的制备方法，该专利先利用胺类有机小分子将含有不饱和双键的羧酸类小单体进行预处理；然后将上述预处理过的不饱和丙烯酸类小单体和不饱和聚氧乙烯醚大单体加热熔融后，在引发剂和链转移剂作用下滴加不饱和酯类小单体，反应过程置于无水无有机溶剂的环境中通过本体聚合反应制得。本专利技术通过在无水无溶剂环境中利用本体聚合的方法制备的缓释型固体聚羧酸系减水剂具有工艺简单、易于控制、节省运输成本且环保无污染等优点，实现了在混凝土中缓慢释放，保持坍落度3～4h不损失的目的，市场应用前景广泛。但是该专利技术专利在反应过程中用无水有机溶剂作为分散体系，首先要面临溶剂的回收再利用的问题，在再利用的过程中还要考虑到各有机成份的变化是否对产品造成影响，其次，对回收装置的运行要加强控制，防止溶剂挥发、泄漏对环境造成污染。目前公布的固体聚羧酸减水剂多以有机溶剂作为分散剂，后期再对溶剂部分进行分离、回收，或者以喷雾干燥形式将原液体聚羧酸减水剂进行喷粉处理。但是，以上两种常见的生产固体聚羧酸减水剂均存在一定程度上的不足，如以有机溶剂作为分散剂，首先要考虑有机溶剂部分回收后组份是否变化，再利用是否对产品质量造成影响，其次，聚羧酸减水剂作为一种表面活性剂，溶剂在固体减水剂中的残留也会对环境造成二次污染。如通过喷雾干燥方式进行粉体聚羧酸减水剂的生产，生产过程中能耗加大，不利于节能环保，并且在高温喷粉过程中也会破坏聚羧酸减水剂分子结构，影响产品使用性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是是提供一种一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂及其制备方法，采用氧化-还原激发体系与本体聚合两种自由基聚合工艺生产固体聚羧酸减水剂。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：由以下组份及重量百分比组成：不饱和聚氧乙烯醚类大单体75-90％，不饱和羧酸15-20％，链转移剂0.5-1.5％，本体聚合引发剂0.1-0.3％，氧化剂0.05-0.3％，还原剂0.01-0.2％。进一步的技术方案在于，所述不饱和聚氧乙烯醚类大单体为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(HPEG)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)中的一种。进一步的技术方案在于，所述的不饱和聚氧乙烯醚类大单体平均分子量为2400-4000。进一步的技术方案在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸中的一种或几种。进一步的技术方案在于，所述的链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠、巯基乙醇中的一种或几种。进一步的技术方案在于，所述的本体聚合引发剂为偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐(VA-044)、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二乙基已酯(EHP)、叔丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化叔戊酸叔丁酯中的一种。进一步的技术方案在于，所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水中的一种或几种。进一步的技术方案在于，所述的还原剂为亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、L-抗坏血酸、硫酸亚铁、草酸、葡萄糖、次亚磷酸钠中的一种或几种。进一步的技术方案在于，所述的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将上述重量百分比的不饱和聚氧乙烯醚类大单体投入到反应釜中，升温至60-80℃，将大单体充分融化后搅拌备用。(2)按上述重量百分比的含不饱和羧酸、链转移剂、还原剂的混合液充分搅拌均匀后，记为A液，备用。(3)将上述重量面分比的本体聚合引发剂、氧化剂依次投放到反应釜中，每次投放间隔搅拌5-20分钟。(4)保持反应釜内温度在60-80℃下，匀速滴加步骤(2)中配制的A液，滴加时间控制在2-4小时。(5)A液滴加完毕后保温老化1-3小时停止反应，放料。(6)待产品温度降至20-40℃，即可得所述固体聚羧酸减水剂。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本方法生产的固体聚羧酸减水剂是以不饱和羧酸和不饱和聚氧乙烯醚类大单体在引发剂及链转移剂作用下进行分子的聚合、接枝而形成的具有和常规液体聚羧酸减水剂相同的梳型分子结构的固体聚羧酸减水剂。由于采用双激发体系，可以灵活调整聚羧酸减水剂分子的枝接基团，使其对不同品牌的水泥均有较好的适用性。具有工艺简单、生产成本低、安全环保无污染的特点，生产的固体聚羧酸减水剂不仅与现有的液体聚羧酸减水剂性能相当，而且按折固计算可以大大降低运输成本。为扩大聚羧酸减水剂的应用范围起到了非常大的推动作用。本专利技术采用双激发的自由基聚合方法，生产过程中不使用任何有机溶剂，避免溶剂挥发造成环境污染；双激发自由基聚合可以方便的调整聚羧酸减水剂分子结构，对不同品牌的水泥及混凝土掺和料及骨料具有良好的适应性，克服聚羧酸减水剂在地域上的使用差异；后期切片或粉化过程不需要采用喷粉干燥，节能降耗，节约生产及使用成本，对聚羧酸减水剂扩大应用范围起到了非常大的推动作用。是一种安全、环保、高效的生产方法。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：本专利技术由以下组份及重量百分比组成：不饱和聚氧乙烯醚类大单体75‑90％，不饱和羧酸15‑20％，链转移剂0.5‑1.5％，本体聚合引发剂0.1‑0.3％，氧化剂0.05‑0.3％，还原剂0.01‑0.2％。

【技术特征摘要】
1.一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：本发明由以下组份及重量百分比组成：不饱和聚氧乙烯醚类大单体75-90％，不饱和羧酸15-20％，链转移剂0.5-1.5％，本体聚合引发剂0.1-0.3％，氧化剂0.05-0.3％，还原剂0.01-0.2％。2.根据权利要求1所述的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和聚氧乙烯醚类大单体为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(HPEG)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)中的一种。3.根据权利要求2的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的不饱和聚氧乙烯醚类大单体平均分子量为2400-4000。4.根据权利要求1所述的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠、巯基乙醇中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种双激发体系生产固体聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的本体聚合引发剂为偶氮二异丙基脒唑啉盐酸盐(VA-044)、过氧化二苯甲酰、偶氮二异...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞顺星，朱佳宇，潘二军，梁英，马立功，
申请(专利权)人：石家庄市海森化工有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13