CN103254418B - 一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法 - Google Patents

一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：1）将3~30份聚醚多元醇、50~90份卤代一元脂肪酸或其盐于65-75℃下保温反应1~3小时；2）再加入1~8份催化剂，升温至80~120℃，反应2~4小时；3）降温至60-80℃，滴加10~40份磺化剂，保温反应1~3小时；4）降温至20~60℃，调节pH值至7.0~7.5，得到目标产物。本发明所制备的减水剂具有较好的性能，同时制备方法简单，绿色环保。

Description

一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是一种综合性能良好的混凝土外加剂，能显著改善混凝土搅拌时的流变学性能和混凝土的力学性能，具有掺量少、减水率高、保坍性能良好等优点，在工程应用中发挥着越来越重要的作用。目前聚羧酸系减水剂主要通过不饱和单体在引发剂作用下通过自由基共聚反应而获得，由羧基（-COOH）和聚醚（-OC2H4-）接枝链构成，减水剂中与水亲和力强的极性基团通过吸附、静电作用、湿润等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散性和分散保持性，大大提高了混凝土的流动性和保坍性。
聚羧酸减水剂常常通过含双键单体在水溶液中进行自由基反应制备，反应后加碱液调节pH值即得产品，产品工艺简单，但这类减水剂的工艺路线使得绝大部分聚羧酸减水剂都以溶液的形式供货，虽然这种供货方式因其优异的性能得到客户认可，但它不方便储存、运输的特性也显而易见，通常有效含量仅占产品总量的20~40%左右，大量运输时需要专业车辆进行，成本较高，另外在野外偏远施工地点，成本问题更加凸显。
中国发明专利CN200510029066.4说明书中公开了一种粉体聚羧酸减水剂的制备方法，将聚羧酸减水剂溶液喷射进入干燥室，经同向热空气流干燥沉淀制备易运输的聚羧酸减水剂，但是该方法能耗较高，而且加工温度高时，易导致产品外观变化，降低对混凝土的分散能力。中国发明专利CN102372458A说明书中公开了固体聚羧酸减水剂的制备方法，产品由不饱和酸和其他不饱和单体在有机溶剂中进行共聚，然后经分离沉淀和低温干燥制得，产品虽然是固体，但反应过程中有机溶剂的回收费用不仅增加了成本，造成较大的环保压力，而且后续干燥过程增加了产品的制备周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将3~30份聚醚多元醇、50~90份卤代一元脂肪酸或其盐于65-75℃下保温反应1~3小时；
2）再加入1~8份催化剂，升温至80~120℃，反应2~4小时；
3）降温至60-80℃，滴加10~40份磺化剂，保温反应1~3小时；
4）降温至20~60℃，调节pH值至7.0~7.5，得到目标产物。
所述的聚醚多元醇的羟基含量为15~600mgKOH/g。
所述的卤代一元脂肪酸或其盐通式为：
；
其中，R为C1-C6的亚烷基，X为Br、Cl或者I；M为H、一价金属或者铵。
所述的催化剂为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸盐、碱土金属的碳酸氢盐、脂肪胺中的至少一种。
所述的磺化剂为氯磺酸、磺酰氯、三氧化硫-吡啶复合物中的至少一种。
本发明的有益效果是：本发明所制备的聚羧酸减水剂具有较好的性能，在混凝土中掺入占水泥质量0.2%~0.8%的该产品，能使其具有高的减水率，可以较明显提高混凝土强度，同时制备方法简单，绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
按质量份数将10份羟值为400mgKOH/g的聚醚多元醇和70份氯乙酸加入带有回流和尾气吸收装置的反应釜中，搅拌下升温至70℃，保温反应1小时；加入5份碳酸钾，升温至110℃，保温反应4小时；降温至20℃，滴加20份氯磺酸，50℃保温反应3小时。
反应结束后，自然降温至45℃，用质量分数为30%NaOH溶液调节pH=7.0，得到目标产物。
实施例2：
按质量份数将20份羟值为200mgKOH/g的聚醚多元醇和50份溴乙酸胺加入带有回流和尾气吸收装置的反应釜中，搅拌下升温至70℃，保温反应1小时；加入2份氢氧化钾，升温至100℃，保温反应3小时；降温至80℃，滴加30份磺酰氯，100℃保温反应2小时。
反应结束后，自然降温至45℃，用质量分数为30%NaOH溶液调节pH=7.0，得到目标产物。
实施例3：
按质量份数将15份羟值为300mgKOH/g的聚醚多元醇和75份氯乙酸钠盐加入带有回流和尾气吸收装置的反应釜中，搅拌下升温至70℃，保温反应2小时；加入2份三乙胺，升温至110℃，保温反应3小时；降温至20℃，滴加10份磺酰氯，100℃保温反应3小时。
反应结束后，自然降温至45℃，用质量分数为30%NaOH溶液调节pH=7.0，得到目标产物。
实施例4：
按质量份数将30份羟值为50mgKOH/g的聚醚多元醇和60份氯乙酸加入带有回流和尾气吸收装置的反应釜中，搅拌下升温至70℃，保温反应2小时；加入3份二甲胺升温至110℃，保温反应4小时；降温至20℃，滴加10份氯磺酸，50℃保温反应3小时。
反应结束后，自然降温至45℃，用质量分数为30%NaOH溶液调节pH=7.0，得到目标产物。
本发明可以单独使用也可以与其他聚羧酸减水剂配合使用。单独使用时产品性能稳定、水泥适应性强、相容性好。
实施例1-4制备的聚羧酸减水剂对于PO42.5水泥净浆减水率为21-26%，水泥净浆流动度可达250mm以上（W/C=0.29，减水剂掺量为减水剂占水泥的质量的0.5%）。
用本发明的聚羧酸减水剂与HXJ-1聚羧酸高性能减水剂用于混凝土中，进行性能对比：
表1：混凝土配合比
用上述配合比的混凝土的初始坍落度及1小时坍落度如下表：
表2：用不同减水剂的混凝土的坍落度
用上述配合比的混凝土的抗压强度如下表：
表3：用不同减水剂的混凝土的抗压强度

Claims (5)

1.一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将3~30份聚醚多元醇、50~90份卤代一元脂肪酸或其盐于65-75℃下保温反应1~3小时；
2）再加入1~8份催化剂，升温至80~120℃，反应2~4小时；
3）降温至60-80℃，滴加10~40份磺化剂，保温反应1~3小时；
4）降温至20~60℃，调节pH值至7.0~7.5，得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述的聚醚多元醇的羟基含量为15~600mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述的卤代一元脂肪酸或其盐通式为：
；
其中，R为C1-C6的亚烷基，X为Br、Cl或者I；M为H、一价金属或者铵。
4.根据权利要求1所述的一种以聚醚多元醇为原料的减水剂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐、碱土金属的碳酸盐、碱土金属的碳酸氢盐、脂肪胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种以聚醚多元醇为原料的聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述的磺化剂为氯磺酸、磺酰氯、三氧化硫-吡啶复合物中的至少一种。
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