本发明专利技术公开了一种聚羧酸系减水剂、制备工艺及其制备装置，属于聚羧酸系减水剂领域，一种聚羧酸系减水剂，可以在低温下制备，生产条件要求大幅降低，采用全固体原料合成，有利于原料的运输和贮存，原料和生产中无明显刺激性气味，改善了生产环境，且在低掺量下即具有高减水、高保坍与各种水泥和混凝土掺和料适应性好等特点，同时制备过程中通过设置绝热板将容器内部空间隔为降、升温腔，使升、降温操作分腔进行，有效避免了容器内壁因热胀冷缩压力过多而产生的损坏，而且降温腔的冷腔壁也起到降温效果，制备过程中产生的热量也可部分存储在升温腔内以备下个步骤的使用，缩短降升温时长，提升制备效率，节约了电力的使用。
【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸系减水剂、制备工艺及其制备装置
本专利技术涉及聚羧酸系减水剂领域，更具体地说，涉及一种聚羧酸系减水剂、制备工艺及其制备装置。
技术介绍
减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等，加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。聚羧酸系高性能减水剂于20世纪80年代中期由日本开发，1985年开始应用于混凝土工程，90年代在混凝土工程中大量使用。虽然我国减水剂品种主要以第二代茶系产品为主体，但是聚羧酸系高性能减水剂的发展和应用比较迅速，几乎所有国家重大、重点工程中，尤其在水利、水电、水工、海工、桥梁等工程中，聚梭酸系减水剂得到广泛的应用。如：三峡工程、龙滩水电站小湾水电站、溪洛渡水电站、锦屏水电站等，还有大小洋山港工程、宁波北伦港二期工程、苏通大桥、杭州湾大桥、东海大桥、磁悬浮工程等。但在聚羧酸系减水剂的制备过程中，需要按照要求对反应溶液进行频繁的升温和降温操作，目前，减水剂的升温和降温均在一个反应容器腔内进行，升、降温频繁使容器壁受过多热胀冷缩的影响，容易对容器壁产生损坏，比如开裂，进而有可能会造成液体泄漏，引起不必要的损失，而且容器腔升温后温度较高，此时再对其降温，增长了降温时长，导致制备过程中大量热气流失，前一个步骤中自发产生的热量不能为下一个步骤所用，极大的浪费了电力资源。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种聚羧酸系减水剂、制备工艺及其制备装置，它可以实现在低温下即可制备，对生产条件的要求大幅降低，易于工业化生产，采用全固体原料合成，有利于生产时原料的运输和贮存，原料和生产过程中无明显刺激性气味，极大的改善了生产环境，且在低掺量下即具有高减水、高保坍与各种水泥和混凝土掺和料适应性好等特点，性价比高，有利于推广应用，同时制备过程中通过在反应容器内设置绝热板，将容器内部空间隔为降温腔和升温腔，使制备过程中的升、降温操作分腔进行，有效避免了升降温频繁致使容器内壁热胀冷缩压力过多而产生的内壁损坏，而且降温腔降温操作前的冷腔壁也起到降温效果，制备过程中产生的热量也可部分存储在升温腔内以备下个步骤的使用，缩短了降、升温时长，提升制备效率，节约了电力的使用。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种聚羧酸系减水剂，包括按质量份计的以下各组分：50-70份的不饱和聚氧化乙烯大单体、20-30份的不饱和二元羧酸或其酸酐、5-10份的不饱和磺酸盐单体、0.5-1份的氧化剂水溶液、0.1-0.5份的还原剂水溶液和5-8份的碱性溶液。一种聚羧酸系减水剂的制备工艺，包括以下步骤：S1：准备干净的反应容器，并按上述配比称取各组分；S2：将不饱和聚氧化乙烯大单体、不饱和二元羧酸或其酸酐、不饱和磺酸盐单体加入反应容器的升温腔中；S3：再向升温腔内加入上述三种单体总质量80％-130％的水，晃动搅拌均匀，并通过加热反应容器外端缠绕的电阻丝，对升温腔内的反应溶液进行加温溶解；S4：待升温腔内混合液体溶解0.3-0.5h后，通过主吸液泵将升温腔内的反应液体泵至降温腔内，并通过向反应容器外端缠绕的冷水管内输入冷水，使降温腔内液体温度冷却至20-25℃；S5：向降温腔内滴加氧化剂水溶液和还原剂水溶液，滴加过程中降温腔内的温度会持续上升，控制降温腔内温度小于40℃，同时控制升温腔内温度为20-25℃；S6：滴加完毕后，通过副吸液泵将降温腔内的液体吸入升温腔内，并在20-25℃环境下保温反应2-5h；S7：添加碱性溶液调节保温反应后的产物pH值至6-7，用水稀释至产物固含量为20％－50％，即得聚羧酸系减水剂。进一步的，所述在S3中通过电阻丝使升温腔内部温度加热至30-40℃，加快腔内反应溶液的溶解速度，使反应溶液溶解更充分，且加热温度不宜过高影响后续降温时长，以及减少对反应容器内壁的高温压力，所述S5中氧化剂水溶液和还原剂水溶液分别为过硫酸铵溶液和葡萄糖溶液，所述过硫酸铵溶液的浓度为0.2-0.4mol/L，所述葡萄糖溶液的浓度为0.2-0.5mol/L。进一步的，所述S5中控制氧化剂水溶液和还原剂水溶液的滴加总时间为0.5-1.5h，使氧化剂水溶液和还原剂水溶液与反应溶液反应更充分，同时减缓反应容器降温腔内的升温速度，有效避免升温过快而使反应容器内部压强剧增，致使反应容器损坏。进一步的，所述S7中调节保温反应后的产物pH值时，所添加的碱性溶液可以为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.2-0.5mol/L。进一步的，所述反应容器的中间位置设有绝热板，且绝热板与反应容器固定连接为一体结构，所述S2中的升温腔和S4中的降温腔均由绝热板将反应容器的内部空间分隔而成，且降温腔位于升温腔左侧，所述S4中的主吸液泵和S6中的副吸液泵均设置在绝热板上，所述主吸液泵用于将升温腔内反应溶液泵入降温腔，所述副吸液泵用于将降温腔内反应溶液泵入升温腔内，通过绝热板将降温腔和升温腔的腔壁隔开，使两腔壁上的温度不易相互传导，从而使两腔壁不易因热胀冷缩太频繁而开裂，进而有效避免降温腔和升温腔内部温度的相互干扰。进一步的，所述冷水管均匀缠绕在反应容器靠近降温腔一侧的外壁上，所述冷水管由外部自来水供水，所述电阻丝均匀缠绕在反应容器靠近升温腔一侧的外壁上，所述电阻丝外端包裹有导热硅胶套，所述电阻丝由外界电源供电，将自来水导入冷水管内，且使其在管内流动，从而将降温腔处的反应容器外壁上的热量带走，实现对降温腔的降温作用，对电阻丝通电使其发热，并使电阻丝上的热量通过与其相接触的反应容器外壁传递至升温腔内，实现升温作用，导热硅胶套能保护电阻丝，减少电阻丝的损坏，增长其使用寿命，从而降低制备成本。进一步的，所述降温腔和升温腔的侧壁上均固定连接有温度检测器，所述温度检测器包括检测探头和数据显示屏，所述检测探头固定于反应容器的内壁，所述数据显示屏固定于反应容器的外壁，且数据显示屏的屏幕朝前，通过检测探头感应腔内的温度变化，并将其在数据显示屏上用数字实时显示，便于制备人员随时了解腔内的温度，且两个显示屏均朝向前面，方便制备人员的查看。进一步的，所述电阻丝远离反应容器的一侧设有保温套，所述保温套的两端均固定连接在反应容器外壁上，所述电阻丝的端部贯穿保温套，保温套既能保护内部电阻丝，使其不易受到外界水汽灰尘的影响而损坏，又能将电阻丝产生的热量部分截留，降低升温腔的热气流失速度，方便升温腔在步骤S5中的使用，缩短升温腔的升温时长，提高制备速度，同时节约电力的使用。进一步的，所述反应容器靠近降温腔一侧的外壁上固定连接有均匀分布的导热板，所述导热板位于每相邻两个冷水管之间，且导热板的侧端与冷水管的管外壁相接触，将降温腔侧壁上的温度部分传导给导热板，且使导热板与冷水管的管外壁相贴，能增大冷气与热气的接触面积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚羧酸系减水剂，其特征在于：包括按质量份计的以下各组分：50-70份的不饱和聚氧化乙烯大单体、20-30份的不饱和二元羧酸或其酸酐、5-10份的不饱和磺酸盐单体、0.5-1份的氧化剂水溶液、0.1-0.5份的还原剂水溶液和5-8份的碱性溶液。/n
【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸系减水剂，其特征在于：包括按质量份计的以下各组分：50-70份的不饱和聚氧化乙烯大单体、20-30份的不饱和二元羧酸或其酸酐、5-10份的不饱和磺酸盐单体、0.5-1份的氧化剂水溶液、0.1-0.5份的还原剂水溶液和5-8份的碱性溶液。
2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸系减水剂的制备工艺，包括以下步骤：
S1：准备干净的反应容器，并按上述配比称取各组分；
S2：将不饱和聚氧化乙烯大单体、不饱和二元羧酸或其酸酐、不饱和磺酸盐单体加入反应容器的升温腔中；
S3：再向升温腔内加入上述三种单体总质量80％-130％的水，晃动搅拌均匀，并通过加热反应容器外端缠绕的电阻丝(11)，对升温腔内的反应溶液进行加温溶解；
S4：待升温腔内混合液体溶解0.3-0.5h后，通过主吸液泵(21)将升温腔内的反应液体泵至降温腔内，并通过向反应容器外端缠绕的冷水管(12)内输入冷水，使降温腔内液体温度冷却至20-25℃；
S5：向降温腔内滴加氧化剂水溶液和还原剂水溶液，控制降温腔内温度小于40℃，同时控制升温腔内温度为20-25℃；
S6：滴加完毕后，通过副吸液泵(22)将降温腔内的液体吸入升温腔内，并在20-25℃环境下保温反应2-5h；
S7：添加碱性溶液调节保温反应后的产物pH值至6-7，用水稀释至产物固含量为20％－50％，即得聚羧酸系减水剂。
3.根据权利要求2所述的一种聚羧酸系减水剂的制备工艺，其特征在于：所述在S3中通过电阻丝(11)使升温腔内部温度加热至30-40℃。
4.根据权利要求2所述的一种聚羧酸系减水剂的制备工艺，其特征在于：所述S5中氧化剂水溶液和还原剂水溶液分别为过硫酸铵溶液和葡萄糖溶液，所述过硫酸铵溶液的浓度为0.2-0.4mol/L，所述葡萄糖溶液的浓度为0.2-0.5mol/L，所述S5中控制氧化剂水溶液和还原剂水溶液的滴加总时间为0.5-1.5h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟雄，肖山虎，蔡健，
申请(专利权)人：广州建盛建材有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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