專利名稱：：一種混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種混凝土聚羧酸減水劑制備方法，特別涉及一種無需加熱，不使用有機溶劑的混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法。
背景技術：
：隨著我國基礎建設的全面展開，鐵路、公路、橋梁等建筑上的混凝土用量大大增加。同時，耐久、耐候、高強等高性能混凝土的生產，越來越依賴于高性能減水劑，這其中以鐵路建設帶頭，正在全國全面推廣應用的，正是聚羧酸高性能減水劑。聚羧酸減水劑，是由不飽和脂肪酸與聚乙二醇通過接枝聚合，得到的高支化高分子分散劑。與以往的減水劑相比，聚羧酸減水劑一改以往的逐步聚合為連鎖聚合，這種聚合反應沒有小分子產生，基本不產生三廢，同時反應較快，容易滿足供應需求。但烯烴的自由基聚合需要引發(fā)；以往所使用的引發(fā)劑，引發(fā)溫度常常高于室溫，所以需要將物料加熱到一定溫度才能引發(fā)聚合反應。與此同時，自由基聚合反應是放熱反應，所以反應過程中不易控制溫度。同時，加熱也要消耗一定的能源，如果使用煤等燃料還會造成環(huán)境污染。所以在大規(guī)模工業(yè)生產中急需一種既節(jié)約能源，又不造成污染的新的無需加熱，不使用有機溶劑的混凝土聚羧酸減水劑工藝方法。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題在于，解決以往生產聚羧酸減水劑時的加熱及控溫問題。減少燃料的使用，使聚羧酸減水劑成為真正的清潔環(huán)保型產品，屬于一種新的工藝方法，能夠應用于工業(yè)生產中。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，包括以下步驟a將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入共聚單體及分子量調節(jié)劑和氧化劑，攪拌令其混合均勻；b滴加還原劑和共聚單體使其聚合；c加入氫氧化鈉溶液，使其中和及熟化。所述的混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟a中，所述的不飽和聚氧乙烯醚可以優(yōu)選為烴基聚氧乙烯醚，其中的烴基，可以是帶有13個碳碳雙鍵，碳數(shù)為210的烴基，優(yōu)選為乙烯基、甲基乙烯基、丙-2-烯基、1_甲基丙_2-烯基、2-甲基丙-2_烯基、2-甲基丁-l，3-二烯基。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟a中，所添加的共聚單體的量，為所述共聚單體總量的二分之一以上，所述共聚單體可以為碳數(shù)是310的不飽和羧酸和/或不飽和酰胺，優(yōu)選為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸、丙烯酰胺、順丁烯酰亞胺。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟a中，所述的分子量調節(jié)劑可以優(yōu)選為甲基烯丙基磺酸鈉、硫代乙醇酸、硫代丙醇酸、乙酸乙烯酯、等一切鏈轉移作用超過異丙醇的鏈轉移劑。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟a中，所述的氧化劑可以優(yōu)選為高錳酸、重鉻酸、過氧乙酸、過硫酸等氧化性酸或其酸的鈉、鉀、銨鹽、以及硫酸鐵、叔丁基過氧化氫、雙氧水等一切氧化性大于或等于雙氧水的氧化劑。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟b中可以滴加還原劑和剩余部分的共聚單體。所述步驟b中溶劑滴加聚合的過程，滴加還原劑和剩余部分的共聚單體可以在13小時內滴加完。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟b中，所述的還原劑可以優(yōu)選為甲醛、乙醛、甲醇、甲胺、乙二胺、草酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、次亞磷酸鈉、吊白塊、硫酸亞鐵等一切還原性大于或等于硫酸亞鐵的還原劑。所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，在步驟c中加入的氫氧化鈉溶液，其濃度可以優(yōu)選為40%，使所述溶劑中和至pH值大于或等于7。所述步驟c中溶劑中和及熟化過程，可以攪拌12小時熟化物料。本發(fā)明有益的技術效果是本發(fā)明的聚羧酸減水劑采用自由基聚合方法，以水為溶劑。其特征在于，整個合成過程無需加熱，不使用有機溶劑，既節(jié)約能源，又不造成污染，且在工業(yè)生產中能大量應用。具體實施例方式本發(fā)明提供了一種混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，包括以下步驟a.將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入共聚單體、分子量調節(jié)劑和氧化劑，攪拌令其混合均勻；b.滴加還原劑和剩余部分的共聚單體使其聚合；c.加入氫氧化鈉溶液，使其中和及熟化。在步驟a中，所述的不飽和聚氧乙烯醚優(yōu)選為烴基聚氧乙烯醚，其中的烴基，是帶有13個碳碳雙鍵，碳數(shù)為210的烴基。在步驟a中，所添加的共聚單體的量，優(yōu)選為所述共聚單體總量的三分之一以上，例如三分之一、二分之一、三分之二或四分之三，所述共聚單體可以為碳數(shù)是310的不飽和羧酸和/或不飽和酰胺。在步驟a中，所述的分子量調節(jié)劑優(yōu)選是鏈轉移作用超過異丙醇的鏈轉移劑。在步驟a中，所述的鏈轉移作用超過異丙醇的鏈轉移劑優(yōu)選是甲基烯丙基磺酸鈉、硫代乙醇酸、硫代丙醇酸和/或乙酸乙烯酯。在步驟a中，所述的氧化劑可以是氧化性酸或其酸的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。在步驟a中，所述的氧化劑還可以是氧化性大于或等于于雙氧水的氧化劑。在步驟a中，所述的氧化性酸優(yōu)選是高錳酸、重鉻酸、過氧乙酸或過硫酸。在步驟a中，所述的氧化性大于或等于雙氧水的氧化劑優(yōu)選是雙氧水、硫酸鐵或叔丁基過氧化氫。在步驟b中，滴加聚合的過程，滴加還原劑和剩余部分的共聚單體優(yōu)選在13小時內滴加完畢。在步驟b中，所述的還原劑是還原性大于或等于于硫酸亞鐵的還原劑。所述還原性大于或等于于硫酸亞鐵的還原劑優(yōu)選是甲醛、乙醛、甲醇、甲胺、乙二胺、草酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、次亞磷酸鈉、硫酸亞鐵和/或吊白塊。在步驟c中加入的氫氧化鈉溶液，優(yōu)選其濃度為35%45%，加入量優(yōu)選為使所述溶劑中和至PH值大于或等于7。所述步驟c熟化過程，優(yōu)選為攪拌物料12小時。以下將結合表格及具體實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。本發(fā)明中，采用低活化能的氧化還原體系引發(fā)單體聚合，根據(jù)具體溫度選擇引發(fā)體系，通過控制還原劑滴加時間，單體濃度及物料配比來控制分子量，得到預想的聚羧酸減水劑。所有實施例中原料份數(shù)均為質量比例。實施例1:3(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入異戊烯聚氧乙烯醚60份、水90份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸l.5份，馬來酸酐4份，甲基烯丙基磺酸鈉0.8份，過硫酸銨0.6份。取甲基丙烯酸1份，硫代硫酸鈉0.8份，各溶于10份水中，在23小時內，均勻的加入四口瓶中，此間溫度會略有上升，控制其不超過4(TC即可。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例2:25t:時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入異戊烯聚氧乙烯醚60份、水80份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸4.5份，甲基烯丙基磺酸鈉O.8份，過硫酸銨0.8份。取吊白塊0.5份，溶于10份水中，在23小時內，均勻的加入四口瓶中，此間溫度會略有上升，控制其不超過4(TC即可。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例3:2(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入異戊烯聚氧乙烯醚60份、水60份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸3.5份，順酐1份，乙酸乙烯酯1.2份，高錳酸鉀0.5份。取草酸0.3份，溶于10份水中，在23小時內，均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例4:15t:時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入異戊烯聚氧乙烯醚60份、水60份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸5份，乙酸乙烯酯1.4份，重鉻酸鉀1份。取硫酸亞鐵0.4份，丙烯酰胺2份溶于15份水中，在23小時內均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例5:3(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入烯丙基聚氧乙烯醚70份、水50份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸1份，馬來酸酐5.2份，乙酸乙烯酯0.4份，雙氧水(30%)1.4份。取吊白塊0.6份，丙烯酰胺2份溶于15份水中，在22.5小時內均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例6:2(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入烯丙基聚氧乙烯醚70份、水70份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸1.4份，馬來酸酐5份，乙酸乙烯酯1份，雙氧水(30%)1.7份。取吊白塊0.8份，丙烯酸1.5份，馬來酸酐1.8份溶于15份水中，在23小時內均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例7:2(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入丁烯基聚氧乙烯醚60份、水60份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸3.5份，乙酸乙烯酯1.2份，高錳酸鉀0.5份。取草酸0.3份，丙烯酸2.3份，溶于10份水中，在23小時內，均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。實施例8:l(TC時，在裝有溫度計、攪拌器的四口燒瓶中加入丁烯基聚氧乙烯醚70份、水70份，不斷攪拌以使其均溶解于水中；然后加入丙烯酸4份，丙烯酰胺1.2份，2-丙烯酰胺基_2-甲基丙磺酸0.7份，高錳酸鉀0.8份。取草酸0.4份，丙烯酸2.6份，溶于15份水中，在23小時內均勻的加入四口瓶中。加完后繼續(xù)攪拌20分鐘，加入40%的氫氧化鈉溶液7份，令溫度上升。待溫度不再上升時，繼續(xù)攪拌30分鐘即得到產品。凈槳對比實驗拉法基基準水泥300g、水86g、減水劑濃度為20%，實驗結果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>混凝土實驗拉法基基準水泥300g、減水劑濃度為20%，各復配2%的葡萄糖酸鈉及0.05%的消泡劑，砂石含泥不超過3%，不含水。配合比c:s:g:w=360:851:989:190，實驗結果見下表減水劑編號摻量/%Oh坍落度/cmOh擴展度/cmlh坍落度/cmlh擴展度/cm標養(yǎng)7天/MPa實例10.818.043.520.550.037.8實例20.821.548.023.058.536.6實例31.022.056.021.052.532.0實例41.020.545.520.554.535.6實例50.821.052.018.545.535.3實例61.018.546.019.048.530.7實例71.022.558.020.053.535.5實例80.821.053.518.542.036.2所有上述為這一知識產權的首要實施方法，并沒有設定限制以其他形式實施這種新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，對上述內容修改，以實現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有基于本發(fā)明的修改或改造新方法，屬于保留的權利。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。權利要求一種混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，包括以下步驟a.將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入共聚單體、分子量調節(jié)劑和氧化劑，攪拌令其混合均勻；b.滴加還原劑和剩余部分的共聚單體使其聚合；c.加入氫氧化鈉溶液，使其中和及熟化。2.根據(jù)權利要求1所述的混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的不飽和聚氧乙烯醚為烴基聚氧乙烯醚，其中的烴基，是帶有13個碳碳雙鍵，碳數(shù)為210的烴基。3.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所添加的共聚單體的量為所述共聚單體總量的二分之一以上，所述共聚單體為碳數(shù)是310的不飽和羧酸和/或不飽和酰胺。4.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的分子量調節(jié)劑是鏈轉移作用超過異丙醇的鏈轉移劑。5.根據(jù)權利要求4所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的鏈轉移作用超過異丙醇的鏈轉移劑是甲基烯丙基磺酸鈉、硫代乙醇酸、硫代丙醇酸和/或乙酸乙烯酯。6.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的氧化劑是氧化性酸或，氧化性酸的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。7.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的氧化劑是氧化性大于或等于雙氧水的氧化劑。8.根據(jù)權利要求6所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的氧化性酸是高錳酸、重鉻酸、過氧乙酸或過硫酸。9.根據(jù)權利要求7所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述的氧化性大于或等于雙氧水的氧化劑是雙氧水、硫酸鐵或叔丁基過氧化氫。10.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，步驟b滴加聚合的過程中，還原劑和剩余部分的共聚單體在13小時內滴加完畢。11.根據(jù)權利要求l所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述的還原劑是還原性大于或等于硫酸亞鐵的還原劑。12.根據(jù)權利要求11所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，所述還原性大于或等于硫酸亞鐵的還原劑是甲醛、乙醛、甲醇、甲胺、乙二胺、草酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、硫酸亞鐵、次亞磷酸鈉和/或吊白塊。13.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，在步驟c中加入的氫氧化鈉溶液，其濃度為35%45%，加入量為使所述溶劑中和至pH值大于或等于7。14.根據(jù)權利要求1所述混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法，其特征在于，所述步驟c進一步包括在所述熟化過程中，攪拌物料為12小時。全文摘要本發(fā)明公開了一種無需加熱，不使用有機溶劑的混凝土聚羧酸減水劑常溫制備方法。包括以下步驟a.將不飽和聚氧乙烯醚溶解于水中，加入共聚單體、分子量調節(jié)劑和氧化劑，攪拌令其混合均勻；b.滴加還原劑和剩余部分的共聚單體使其聚合；c.加入氫氧化鈉溶液，使其中和及熟化。本發(fā)明的聚羧酸減水劑采用自由基聚合方法，以水為溶劑。整個合成過程無需加熱，不使用有機溶劑，節(jié)約能源，不造成污染。本發(fā)明能夠解決以往生產聚羧酸減水劑時的加熱及控溫問題，減少燃料的使用，使聚羧酸減水劑成為真正的清潔環(huán)保型產品，是一種新的工藝方法，能夠大范圍的應用于工業(yè)生產中，帶來可觀的經濟效益。文檔編號C04B103/30GK101775107SQ20101010500公開日2010年7月14日申請日期2010年2月3日優(yōu)先權日2010年2月3日發(fā)明者任微微,任雪梅,侯學力,劉俊元,吳志剛,張曉磊,李文中,涂玉波,郝挺宇,郭誠申請人:北京冶建特種材料有限公司;中冶建筑研究總院有限公司