一种聚羧酸高效减水剂的制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土用减水剂技术领域，具体涉及一种聚羧酸高效减水剂的制备方法。本发明专利技术以甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐作为原料，在催化剂的作用下进行聚合，形成大分子单体，再利用3‑[双(2‑羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷对大分子单体进行改性，使其支链增加了氨基及硅氧基，一方面通过氨基提高了与水的结合度，另一方面利用硅氧键增加与混凝土的结合，进而降低了水的用量，由于键的增加，增加了空间位阻，有效抑制了减水剂间的聚合，同时再与丙烯酸等进行聚合，从而形成减水剂，在提高减水的性能同时，防止了减水剂间的聚合。

A preparation method of polycarboxylic acid superplasticizer

The invention belongs to the technical field of water reducing agent for concrete, in particular to a preparation method of polycarboxylic acid high efficiency water reducing agent. In the invention, methoxy polyethylene glycol, itaconic anhydride as raw material, the polymerization in the presence of catalyst, the formation of large molecular monomer, using 3 [bis (2 hydroxyethyl) modification of macromolecular monomer amino] propane triethoxysilane, the increase of branched chain amino and siloxyls on the one hand, improve the combination of water and amino, the silicon oxygen bond also increases with concrete, thereby reducing the amount of water due to bond increases, increased steric hindrance, effectively inhibit the reduction of polymerization agent between acrylic acid and at the same time, such as polymerization to form at the same time improving the performance of water reducing agent, water reducing agent, to prevent the reduction of polymerization between.

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸高效减水剂的制备方法
本专利技术属于混凝土用减水剂
，具体涉及一种聚羧酸高效减水剂的制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂是一种综合性能较好的减水剂品种，其较高的减水率和良好的坍落度保持性，是之前的蔡系或脂肪族等减水剂所不能及的团.现在聚羧酸减水剂多为10%~50%(质量分数，下同)的液体产品，由于其优越的性能，使其越来越多的用于各种重点工程中。但有时由于工程施工地点较远，导致运输成本不断的增加，所以发展高浓度或固体聚羧酸产品是降低运输成本和推广聚羧酸减水剂在各地广泛使用的首要条件。聚羧酸高效减水剂作为一种高分子新型建材，一般是在引发剂的存在下进行水溶液自由基聚合。聚合反应体系浓度加大会导致反应过程中体系粘度增加，使得链段重排受到阻碍，活性末端甚至可能被包埋，双基终比困难。当反应继续进行，粘度继续增大时，会妨碍反应单体的活动程度，造成局部聚合转化率过高而严重影响到产品的最终性能。工业化生产过程中提高合成时聚合反应的度，往往会造成产品性能的急剧下降，因此聚羧酸生产浓度一般为20%~40%，不宜储存和运输，且不能适用于像干混砂浆等需要固体高效减水剂的情况，限制了其更广泛的应用。现在也有相关的聚羧酸系减水剂粉剂产品的报道，但是传统的喷粉工艺，无论是立式还是离心式的工艺都不理想，其主要原因是在喷粉的过程中减水剂受到高温的影响，继续聚合成更大分子量的物质，导致失去减水性能，甚至结块。因而，选择一种合适的聚合方法制备高浓度的聚羧酸高效减水剂或粉体产品成为必要。本文通过本体聚合方法，在引发剂存在下，不加任何溶剂进行化学聚合，通过大量试验比对，最终得到高性能固态聚羧酸减水剂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前传统的喷粉工艺，在喷粉的过程中减水剂受到高温的影响，继续聚合成更大分子量的物质，导致失去减水性能，甚至结块的问题，提供了一种聚羧酸高效减水剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水放入反应器中，使用氮气保护，预热，升温至95～105℃，反应；（2）在反应结束后，降温至56～65℃，分别加入3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂，搅拌，冷却至室温，出料，收集反应混合物，并对出料物进行蒸馏，收集蒸馏剩余物；（3）按重量份数计，取100～120份水、60～65份丙烯酸、30～35份蒸馏剩余物、19～23份四氢呋喃、10～15份甲基丙烯酸甲酯及1～3份引发剂，首先将水、蒸馏剩余物、四氢呋喃放入反应釜中，使用氮气保护，在65～70℃下保温；（4）在保温结束后，再加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，升温至85～90℃，滴加引发剂，再继续保温反应，冷却至室温，出料，收集出料物，使用氢氧化钠溶液调节出料物pH至中性，并进行冷冻干燥，收集干燥物，将干燥物粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即可得聚羧酸高效减水剂。所述步骤（1）中催化剂为路易斯酸、钨硅酸中的任意一种。所述步骤（1）中甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水的质量比为4～7:2～3:0.3～0.7:10。所述步骤（2）中阻聚剂为醋酸乙烯、丁二烯或对苯二酚中的任意一种，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂的质量比为7:0.9～1.1，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷的加入量为甲氧基聚乙二醇质量的20～25％。所述引发剂为1.6mol/L过硫酸铵溶液或过氧化苯甲酰。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术以甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐作为原料，在催化剂的作用下进行聚合，形成大分子单体，再利用3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷对大分子单体进行改性，使其支链增加了氨基及硅氧基，一方面通过氨基提高了与水的结合度，另一方面利用硅氧键增加与混凝土的结合，进而降低了水的用量，由于键的增加，增加了空间位阻，有效抑制了减水剂间的聚合，同时再与丙烯酸等进行聚合，从而形成减水剂，在提高减水的性能同时，防止了减水剂间的聚合。具体实施方式催化剂的选择为路易斯酸、钨硅酸中的任意一种。阻聚剂的选择为醋酸乙烯、丁二烯或对苯二酚中的任意一种。引发剂的选择为1.6mol/L过硫酸铵溶液或过氧化苯甲酰。一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比为4～7:2～3:0.3～0.7:10，将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水放入反应器中，使用氮气保护，在60～65℃下预热50～70min，升温至95～105℃，反应2～3h；（2）在反应结束后，降温至56～65℃，分别加入3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂的质量比为7:0.9～1.1，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷的加入量为甲氧基聚乙二醇质量的20～25％，以200r/min搅拌20～30min，冷却至室温，出料，收集反应混合物，并对出料物进行蒸馏，去除水，收集蒸馏剩余物；（3）按重量份数计，取100～120份水、60～65份丙烯酸、30～35份蒸馏剩余物、19～23份四氢呋喃、10～15份甲基丙烯酸甲酯及1～3份引发剂，首先将水、蒸馏剩余物、四氢呋喃放入反应釜中，使用氮气保护，在65～70℃下保温40～60min；（4）在保温结束后，再加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，升温至85～90℃，滴加引发剂，控制在50～70min将引发剂滴加完，再在引发剂滴加完后继续保温反应2～4h，冷却至室温，出料，收集出料物，使用1.8mol/L氢氧化钠溶液调节出料物pH至中性，并进行冷冻干燥，收集干燥物，将干燥物粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即可得聚羧酸高效减水剂。实例1一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比为4:2:0.3:10，将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水放入反应器中，使用氮气保护，在60℃下预热50min，升温至95℃，反应2h；（2）在反应结束后，降温至56℃，分别加入3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂的质量比为7:0.9，3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷的加入量为甲氧基聚乙二醇质量的20％，以200r/min搅拌20min，冷却至室温，出料，收集反应混合物，并对出料物进行蒸馏，去除水，收集蒸馏剩余物；（3）按重量份数计，取100份水、60份丙烯酸、30份蒸馏剩余物、19份四氢呋喃、10份甲基丙烯酸甲酯及1份引发剂，首先将水、蒸馏剩余物、四氢呋喃放入反应釜中，使用氮气保护，在65℃下保温40min；（4）在保温结束后，再加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，升温至85℃，滴加引发剂，控制在50min将引发剂滴加完，再在引发剂滴加完后继续保温反应2h，冷却至室温，出料，收集出料物，使用1.8mol/L氢氧化钠溶液调节出料物pH至中性，并进行冷冻干燥，收集干燥物，将干燥物粉碎，过300目筛，收集过筛颗粒，即可得聚羧酸高效减水剂。实例2一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比为5:2.5:0.5:10，将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水放入反应器中，使用氮气保护，预热，升温至95～105℃，反应；（2）在反应结束后，降温至56～65℃，分别加入3‑[双(2‑羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂，搅拌，冷却至室温，出料，收集反应混合物，并对出料物进行蒸馏，收集蒸馏剩余物；（3）按重量份数计，取100～120份水、60～65份丙烯酸、30～35份蒸馏剩余物、19～23份四氢呋喃、10～15份甲基丙烯酸甲酯及1～3份引发剂，首先将水、蒸馏剩余物、四氢呋喃放入反应釜中，使用氮气保护，在65～70℃下保温；（4）在保温结束后，再加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，升温至85～90℃，滴加引发剂，再继续保温反应，冷却至室温，出料，收集出料物，使用氢氧化钠溶液调节出料物pH至中性，并进行冷冻干燥，收集干燥物，将干燥物粉碎，过筛，收集过筛颗粒，即可得聚羧酸高效减水剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸高效减水剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：（1）将甲氧基聚乙二醇、衣康酸酐、催化剂及水放入反应器中，使用氮气保护，预热，升温至95～105℃，反应；（2）在反应结束后，降温至56～65℃，分别加入3-[双(2-羟乙基)氨基]丙烷三乙氧基硅烷、阻聚剂，搅拌，冷却至室温，出料，收集反应混合物，并对出料物进行蒸馏，收集蒸馏剩余物；（3）按重量份数计，取100～120份水、60～65份丙烯酸、30～35份蒸馏剩余物、19～23份四氢呋喃、10～15份甲基丙烯酸甲酯及1～3份引发剂，首先将水、蒸馏剩余物、四氢呋喃放入反应釜中，使用氮气保护，在65～70℃下保温；（4）在保温结束后，再加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯，升温至85～90℃，滴加引发剂，再继续保温反应，冷却至室温，出料，收集出料物，使用氢氧化钠溶液调节出料物pH至中性，并进行冷冻干...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，卢丽丽，
申请(专利权)人：常州豫春化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32