CN109517115A - 一种聚羧酸减水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减水剂技术领域，尤其涉及一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：将丙烯酸加入去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；步骤S2：将亚硫酸氢钠与去离子水混合，得到混合液B；步骤S3：在反应釜中依次加入聚醚大单体和去离子水，在搅拌下充分溶解；加入氧化剂，得到混合液C；步骤S4：在第一反应温度下，将混合液A和混合液B同时滴加到反应釜的混合液C中，滴加时间为100～200分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温40～140分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。该聚羧酸减水剂的制备方法采用亚硫酸氢钠作为还原剂和链转移剂，减少了对工人健康的伤害和降低了生产成本。

Description

一种聚羧酸减水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域，尤其涉及一种聚羧酸减水剂的制备方法。
背景技术
自由基聚合具有单体来源广泛、生产工艺简单、制备方法多样、工业化成本低等优点，已成为合成聚合物的最重要的反应之一。然而，在自由基聚合过程中，一些基元反应会使得聚合过程难以控制，如此便可能得到分子量分布较宽的聚合物，从而直接影响所述聚合物的力学性能、热学性能等，限制了其应用。因此，合成出能够对聚合物的分子量及其分布进行控制的链转移剂，使得到分子量分布较窄的聚合物具有很好的应用前景和实用价值。
研究表明，不同的硫醇类化合物具有不同的链转移活性，对分子量的调控能力也不尽相同。目前，在聚羧酸外加剂的制备过程中，普遍采用巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸作为链转移剂来调节合成减水剂的分子量及其分布。然而，硫醇类化合物都具有特殊的恶臭性气味，对皮肤、呼吸道粘膜有刺激性，对中枢神经***有麻醉作用，对现场操作工人的健康会产生一定的影响，并且价格较高。
因此，亟需提供一种聚羧酸减水剂的制备方法，以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明目的在于，针对现有技术不足而提供的一种聚羧酸减水剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将丙烯酸加入去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；
步骤S2：将亚硫酸氢钠与去离子水混合，得到混合液B；
步骤S3：在反应釜中依次加入聚醚大单体和去离子水，在搅拌下充分溶解；加入氧化剂，得到混合液C；
步骤S4：在第一反应温度下，将所述混合液A和所述混合液B同时滴加到所述反应釜的混合液C中，滴加时间为100～200分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温40～140分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节所述反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。
较优地，所述混合液A中丙烯酸的质量百分比浓度为40％～60％。
较优地，所述混合液B中亚硫酸氢钠的质量百分比浓度为0.04％～0.06％。
较优地，所述混合液C中聚醚大单体的质量百分比浓度为15％～60％；所述混合液C中氧化剂的质量百分比浓度为0.05％～0.6％。
较优地，在所述步骤S4中，所述混合液A和所述混合液C的质量比为1：7～21。
较优地，在所述步骤S4中，所述混合液B和所述混合液C的质量比为1：7～22。
较优地，所述第一反应温度为20℃～70℃。
较优地，所述第二反应温度为40℃～75℃。
较优地，所述聚醚大单体为分子量为2400的HPEG或分子量为3000的TPEG。
较优地，所述氧化剂为过硫酸铵或双氧水。
本发明的有益效果为：该聚羧酸减水剂的制备方法采用亚硫酸氢钠作为还原剂和链转移剂，亚硫酸氢钠相对于巯基乙醇和巯基乙酸等链转移剂，其对皮肤、呼吸道粘膜的刺激性更小，毒性低且价格低，减少了对工人健康的伤害和降低了生产成本。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将丙烯酸加入去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；
步骤S2：将亚硫酸氢钠与去离子水混合，得到混合液B；
步骤S3：在反应釜中依次加入聚醚大单体和去离子水，在搅拌下充分溶解；加入氧化剂，得到混合液C；
步骤S4：在第一反应温度下，将所述混合液A和所述混合液B同时滴加到所述反应釜的混合液C中，滴加时间为100～200分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温40～140分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节所述反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。
所述混合液A中丙烯酸的质量百分比浓度为40％～60％。
所述混合液B中亚硫酸氢钠的质量百分比浓度为0.04％～0.06％。
所述混合液C中聚醚大单体的质量百分比浓度为15％～60％；所述混合液C中氧化剂的质量百分比浓度为0.05％～0.6％。
在所述步骤S4中，所述混合液A和所述混合液C的质量比为1：7～21。
在所述步骤S4中，所述混合液B和所述混合液C的质量比为1：7～22。
所述第一反应温度为20℃～70℃。
所述第二反应温度为40℃～75℃。
所述聚醚大单体为分子量为2400的HPEG或分子量为3000的TPEG。
所述氧化剂为过硫酸铵或双氧水。
下面再结合具体实施例对上述聚羧酸减水剂的制备方法做进一步说明。
实施例1
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将1.4kg丙烯酸加入1.6kg去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；
步骤S2：将0.12kg亚硫酸氢钠与2.7kg去离子水混合，得到混合液B；
步骤S3：在反应釜中依次加入12.0kg分子量为2400的HPEG和去离子水，在搅拌下充分溶解；加入65.8g过硫酸铵，得到混合液C；
步骤S4：在第一反应温度60℃～70℃下，将所述混合液A和所述混合液B同时滴加到所述反应釜的混合液C中，滴加时间为120分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温70℃～75℃分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节所述反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。
实施例2
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将880kg丙烯酸加入740kg去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；
步骤S2：将83kg亚硫酸氢钠与1450kg去离子水混合，得到混合液B；
步骤S3：在反应釜中依次加入6300kg分子量为3000的TPEG和5000kg去离子水，在搅拌下充分溶解；加入62kg过硫酸铵，得到混合液C；
步骤S4：在第一反应温度20℃～25℃下，将所述混合液A和所述混合液B同时滴加到所述反应釜的混合液C中，滴加时间为180分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温40℃～45℃分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节所述反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。
下面对实施例1、2所制备的聚羧酸减水剂的性能进行测试，测试结果请参阅表1。该性能测试按国标GB8076-2008《混凝土外加剂》以及GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》。其中，流动度检测：W/C＝0.29，掺量＝0.08％；减水率检测掺量＝0.2％。
表1
从表1可以看出，应用了该聚羧酸减水剂的样品，其减水率、含气量、经时塌落度和抗压强度四项性能指标均优于原工艺生产的减水剂。
本发明的有益效果为：该聚羧酸减水剂的制备方法采用亚硫酸氢钠作为还原剂和链转移剂，亚硫酸氢钠相对于巯基乙醇和巯基乙酸等链转移剂，其对皮肤、呼吸道粘膜的刺激性更小，毒性低且价格低，减少了对工人健康的伤害和降低了生产成本。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

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：
步骤S1：将丙烯酸加入去离子水中，搅拌下混合，得到混合液A；
步骤S2：将亚硫酸氢钠与去离子水混合，得到混合液B；
步骤S3：在反应釜中依次加入聚醚大单体和去离子水，在搅拌下充分溶解；加入氧化剂，得到混合液C；
步骤S4：在第一反应温度下，将所述混合液A和所述混合液B同时滴加到所述反应釜的混合液C中，滴加时间为100～200分钟；滴加完毕后，在第二反应温度下保温40～140分钟；加入30％～35％含量的碱液，调节所述反应釜中溶液的pH值至6～7，得到该聚羧酸减水剂。
2.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述混合液A中丙烯酸的质量百分比浓度为40％～60％。
3.如权利要求2所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述混合液B中亚硫酸氢钠的质量百分比浓度为0.04％～0.06％。
4.如权利要求3所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述混合液C中聚醚大单体的质量百分比浓度为15％～60％；所述混合液C中氧化剂的质量百分比浓度为0.05％～0.6％。
5.如权利要求4所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述混合液A和所述混合液C的质量比为1：7～21。
6.如权利要求5所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述混合液B和所述混合液C的质量比为1：7～22。
7.如权利要求6所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述第一反应温度为20℃～70℃。
8.如权利要求6所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述第二反应温度为40℃～75℃。
9.如权利要求1-8任一项所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述聚醚大单体为分子量为2400的HPEG或分子量为3000的TPEG。
10.如权利要求1-8任一项所述的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵或双氧水。
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