一种聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术是有关于一种聚羧酸减水剂的制备方法包括：将异戊烯醇聚氧乙烯醚溶解在自来水中形成质量浓度为40‑55％的聚醚溶液；加入活性助剂，搅拌均匀后加入氧化剂；滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液；调节体系pH值；其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的摩尔比为1:3.1‑7，活性助剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1‑5％，链转移剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.05‑1.5％，氧化剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1‑3％，还原剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.06‑0.8％。本发明专利技术工艺简单、操作方便、成本低并且适用于常温生产，克服现有的聚羧酸减水剂的制备方法的不足。

Method for preparing polycarboxylic acid water reducing agent

The invention relates to a preparation method comprising polycarboxylate superplasticizer: isopentenol polyoxyethylene ether dissolved in tap water in the formation of polyether solution concentration was 40 55%; adding active additives, stirring after adding oxidizing agent; adding acrylic acid aqueous solution and mixed solution of chain transfer reduction shift agent, adjusting the pH value of the system;; among them, the molar ratio of isopentenol polyoxyethylene ether and acrylic acid for 7 1:3.1, adding active additives for isopentenol polyoxyethylene ether 1 quality 5%, amount of chain transfer agent of isopentenol polyoxyethylene ether quality 0.05 1.5% amount oxidant for isopentenol polyoxyethylene ether quality 1 3%, reducing agent dosage of isopentenol polyoxyethylene ether accounted for 0.06 of the mass of 0.8%. The invention has the advantages of simple process, convenient operation and low cost, and is suitable for normal temperature production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚羧酸减水剂的制备方法，特别是涉及一种利用自来水低温合成聚羧酸减水剂的方法。
技术介绍
聚羧酸系减水剂是一类分子中含有羧基接枝共聚物，以聚氧乙烯形成“梳状”的特殊分子结构，其具有掺量低、减水率高、不离析、坍落度保持性能好等优点，是继木钙、萘系为代表的普通减水剂、高效减水剂后发展起来的第三代高性能减水剂。随着我国水利、桥梁、核电、隧道、铁路等基础设施的兴起，聚羧酸系减水剂得到越来越多的应用。目前生产聚羧酸减水剂的聚醚原料主要是聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、烯丙基聚氧乙烯基醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基醇聚氧乙烯基醚。随着聚醚技术的不断发展，近年来聚羧酸减水剂的合成技术水平显著提升，其工业化生产由最初的酯类两步合成法工艺到现在的醚类一步合成法，反应温度由40-80℃的高温生产发展到现在的20-40℃的常温生产。但是，在冬季，由于华中地区气温常低于10℃，利用现有的工艺进行常温生产时，仍需要少量的蒸汽或者锅炉加热，为了实现绝对的无热源生产,降低能源消耗，需要进一步降低聚羧酸系减水剂合成的反应温度。为了降低聚羧酸系减水剂合成的反应温度，国内外研究人员进行了大量的研究工作，通常采用的做法是用氧化还原体系低温软化水或低温分段进行反应。在专利CN104371074中公开了一种低温高浓度聚羧酸减水剂的制备方法，“过硫酸铵-硫酸盐铁”氧化还原体系下，采用软化水，在0-15℃由甲基烯基聚氧乙烯醚(或称异戊烯醇聚氧乙烯醚，TPEG)和丙烯酸两种水溶性的单体进行单罐分段滴加的方法制备出高浓度聚羧酸减水剂。此种方法需先对水进行软化处理，并且反应分段进行，工艺复杂且反应过程难以控制。在专利CN105418856A中，当反应体系的温度在0-10℃、10-20℃、20-30℃、30-40℃、40-50℃等不同的温度范围内时采用不同的生产配方及工艺合成聚羧酸减水剂。该法操作复杂，不利于持续性稳定生产。在专利104356316A中，采用乌洛托品为净化剂，在常温下利用自来水制备聚羧酸减水剂。这种方法不适用于冬季减水剂的低温合成，且反应过程中需要添加净化剂，增加了成本。由此可见，上述现有的聚羧酸减水剂的制备方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种工艺简单、操作方便、成本低、并且适用于常温生产的新的、聚羧酸减水剂的制备方法，实属当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种聚羧酸减水剂的制备方法，使其工艺简单、操作方便、成本低并且适用于常温生产，从而克服现有的聚羧酸减水剂的制备方法的不足。为解决上述技术问题，本专利技术一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：A.将异戊烯醇聚氧乙烯醚溶解在自来水中形成质量浓度为40-55％的聚醚溶液；B.加入活性助剂，搅拌均匀后加入氧化剂；C.滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液；D.调节体系pH值；其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的摩尔比为1:3.1-7，活性助剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-5％，链转移剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.05-1.5％，氧化剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-3％，还原剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.06-0.8％。作为本专利技术的一种改进，所述的活性助剂为甲基丙烯酸，占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-5％。所述的步骤C具体为：同时开始滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液，滴加时长分别为3小时和3.5小时。所述的链转移剂为硫醇类水溶性链转移剂。所述的硫醇类水溶性链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸或巯基乙醇中的一种。所述的步骤D之后还包括步骤E，根据需要，加水调节至所需的固体含量。所述的氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或几种的混合。所述的还原剂为抗坏血酸、亚硫酸钠、吊白块、硫酸亚铁中的一种或几种的混合。所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量为2000-3000。所述的步骤D采用氢氧化钠的水溶液调节体系pH值至6-8。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术采用过氧化氢—抗坏血酸的氧化还原引发体系，并在底料中添加自制的活性助剂，降低了反应温度，即使在华中地区0-3℃的室温下不需要加热也可以使自由基聚合反应正常进行，实现工业化生产，反应容易控制，生产工艺简单，无热源即可生产，降低了生产周期，无三废排放，更环保，使用范围更广；2、对水质要求不高，无需去离子水，采用普通自来水，简化了工艺和生产设备，节约能源，降低生产成本，性价比高；3、针对低温自来水合成减水剂而专利技术，但同样适用于常温自来水聚羧酸减水剂的生产，为不同季节不同温度下的常温稳定生产提供了技术保障。具体实施方式本专利技术聚羧酸减水剂的制备方法的主要步骤为：首先，将异戊烯醇聚氧乙烯醚溶解在自来水中形成质量浓度为40-55％的聚醚溶液。本专利技术所使用的以分子量为2000-3000的异戊烯醇聚氧乙烯醚为宜。其次，加入活性助剂，搅拌均匀后加入氧化剂。其中，本专利技术所采用的活性助剂优选甲基丙烯酸，加入量与异戊烯醇聚氧乙烯醚的质量比为1-5％。在本专利技术的自制活性助剂中。氧化剂可采用过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或几种的混合，氧化剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-3％。再次，滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液。具体来说，同时开始滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液。其中，丙烯酸与异戊烯醇聚氧乙烯醚的摩尔比为3.1-7:1，其水溶液的滴加时长为3小时。链转移剂可采用巯基乙酸、巯基丙酸或巯基乙醇等硫醇类水溶性链转移剂，加入量与异戊烯醇聚氧乙烯醚的质量比为0.05-1.5％。还原剂可采用抗坏血酸、亚硫酸钠、吊白块、硫酸亚铁中的一种或几种的混合，加入量与异戊烯醇聚氧乙烯醚的质量比为0.06-0.8％。链转移剂、还原剂的混合水溶液的滴加时长为3.5小时。之后，调节体系pH值，例如，采用氢氧化钠的水溶液调节体系pH值至6-8。最后，还可根据需要，加水调节至所需的固体含量。以下给出几个具体制备实例，以利于进一步阐述本专利技术的技术方案。实施例1向反应釜中加入271kg普通的自来水，在搅拌情况下，再加入分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)250kg，待完全溶解后加入活性助剂甲基丙烯酸12.5kg。搅拌均匀后，加入28％双氧水7.4kg,搅拌10分钟后测量底料温度为3℃，开始滴加40.2kg丙烯酸与80kg自来水配制的水溶液丙烯酸和2.0kg抗坏血酸、3.75kg巯基乙酸与50kg自来水配制的混合溶液，滴加时长分别为3小时和3.5小时，滴加完毕后，保温1小时，待反应完毕后，采用32％的氢氧化钠溶液调节产物的pH值为7，所得的产物即为超低温自来水生产的聚羧酸减水剂。实施例2向反应釜中加入820Kg普通的自来水，在搅拌情况下，再加入分子量为2000的异戊烯醇聚氧乙烯醚550kg，待完全溶解后加入甲基丙烯酸16kg。搅拌均匀后，加入28％双氧水8.25kg,搅拌10分钟后测量底料温度为10℃，开始滴加89.5kg丙烯酸与175kg自来水配制的水溶液丙烯酸和1.92kg抗坏血酸、4.4kg巯基乙酸与115kg自来水配制的混合溶液，滴加时长分别为3小时和3.5小时，滴加完毕后，保温1小时，待反应完毕后，采用32％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A.将异戊烯醇聚氧乙烯醚溶解在自来水中形成质量浓度为40‑55％的聚醚溶液；B.加入活性助剂，搅拌均匀后加入氧化剂；C.滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液；D.调节体系pH值；其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的摩尔比为1:3.1‑7，活性助剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1‑5％，链转移剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.05‑1.5％，氧化剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1‑3％，还原剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.06‑0.8％。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A.将异戊烯醇聚氧乙烯醚溶解在自来水中形成质量浓度为40-55％的聚醚溶液；B.加入活性助剂，搅拌均匀后加入氧化剂；C.滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液；D.调节体系pH值；其中，异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸的摩尔比为1:3.1-7，活性助剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-5％，链转移剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.05-1.5％，氧化剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的1-3％，还原剂的加入量占异戊烯醇聚氧乙烯醚质量的0.06-0.8％。2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的活性助剂为甲基丙烯酸。3.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于所述的步骤C具体为：同时开始滴加丙烯酸水溶液和链转移剂、还原剂的混合水溶液，滴加时长分别为3小时和3.5小时。4.根据权利要求1所述的一种聚羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪金方，刘天德，吴求振，张园，
申请(专利权)人：湖北江城子建材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42