[發明專利]一種低溫快速制備高減水型聚羧酸減水劑的方法

有效

• 申請號: 201610188970.8
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105622864A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 鄭廣軍;陳景;高育欣;劉明;李東來;傅承飛;呂銳;王少峰
• 申請（專利權）人: 中建商品混凝土眉山新材料有限公司;中建商品混凝土成都有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/06;C08F222/06;C08F222/02;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;張秋燕

技術領域

本發明屬于化學建材技術領域，涉及一種低溫快速制備高減水型聚羧酸減水劑的方法。

背景技術

聚羧酸減水劑是現代混凝土中廣泛應用的第三代高性能減水劑。目前，市場上出售的聚 羧酸減水劑普遍采用熱引發方式生產，常用的引發劑體系有過硫酸銨、過硫酸鉀、雙氧水、 “雙氧水—維生素C”等，一般都需要鍋爐或電加熱，聚合溫度在40～60℃，生產周期 4～6h。另外，還需要長時間的冷卻降溫。生產周期長、能源消耗大是聚羧酸減水劑綠色發 展所面臨的重要問題之一。低溫生產工藝的開發，能夠簡化生產設備，降低生產成本，對促 進節能減排、綠色低碳社會的發展具有十分重要的意義。

然而，隨著生產溫度的降低，采用普通引發體系會導致反應速率減慢，聚合過程延長， 并影響聚羧酸減水劑性能的穩定性。例如，申請公布號為CN104371073A的中國專利提出 了一種聚羧酸減水劑的常溫制備方法，該方法在“雙氧水—維生素C”氧化還原引發劑下， 將甲基烯基聚氧乙烯醚和另外三種單體在水溶液中共聚，最后用堿性溶液中和制得。該專利 申請公布的技術方案中聚合反應能在常溫下進行，雖解決了反應能耗的問題，但需要長時間 滴加單體溶液(2.8～3.2h)和鏈轉移劑溶液(3.4～3.6h)才能完成，無法實現聚羧酸減水 劑在更低溫度條件下的生產。

在上述專利申請之后，申請公布號為CN104945568A的中國專利申請提出了一種馬來 酸酐后加法低溫聚羧酸減水劑的制備方法，該方法首先將一定比例的甲基烯丙基聚氧乙烯醚 /異戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反應釜中，攪拌溶解后在5～15℃下，一次性加入氧化劑 和引發劑，然后分別滴加適當比例的還原劑、引發劑和鏈轉移劑的混合溶液及共聚單體溶 液，1～4h滴完；在共聚單體溶液滴加0.5～2h后加入馬來酸酐溶液，0～2h滴完；最后熟 化1～2h，加入堿性溶液。該方法降低了生產溫度，但仍存在生產周期長、操作步驟繁瑣等 缺點，另外，減水劑性能是否穩定還不確定。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足而提供一種低溫快速制備高減水 型聚羧酸減水劑的方法，不需要加熱，反應過程易于控制，生產周期短，生產的聚羧酸減水 劑具有減水率高、摻量敏感性低、漿體包裹性好等特點。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種低溫快速制備高減水型聚羧酸減水劑的方法，以Fenton試劑為引發劑，控制反應 體系在弱酸性條件下，并加入引發促進劑引發反應體系中的反應單體發生聚合反應，在低溫 條件下快速制備得到性能優良的高減水型聚羧酸減水劑。

按上述方案，所述的弱酸性條件為pH為4～6。

按上述方案，所述的聚合反應的溫度為5～25℃。

按上述方案，所述Fenton試劑為H₂O₂與催化劑Fe²⁺構成的氧化體系。優選地，所述的 Fenton試劑中Fe²⁺和H₂O₂的物質的量比為1:50～1:100。

按上述方案，所述的Fenton試劑中Fe²⁺可以來自于硝酸亞鐵、草酸亞鐵、氯化亞鐵、 硫酸亞鐵七水合物、乙酰丙酮亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、硫酸亞鐵銨等亞鐵鹽中的一種或多種按 任意比例的混合物，Fe²⁺用量為聚醚大單體物質的量的0.1％～0.4％。

按上述方案，所述引發促進劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或硫代硫酸鈉等中的一種或幾種 按任意比例的混合物。

按上述方案，所述反應單體包括不飽和聚醚大單體、二元羧酸和丙烯酸單體。

按上述方案，所述不飽和聚醚大單體為甲基烯丙基聚氧乙烯醚、異戊烯醇聚氧乙烯醚、 4-羥丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的任意一種。

按上述方案，所述二元羧酸為馬來酸、馬來酸酐、衣康酸中的一種或幾種的混合物。

上述低溫快速制備高減水型聚羧酸減水劑的方法，具體包括以下步驟：

(1)將不飽和聚醚大單體和二元羧酸溶于去離子水中，配制成固含量為50wt％～ 60wt％的溶液，并加入適量分子量調節劑攪拌均勻；