CN104003644A

CN104003644A - 聚羧酸减水剂的生产工艺

Info

Publication number: CN104003644A
Application number: CN201310249113.0A
Authority: CN
Inventors: 葛瓯帆
Original assignee: Wenzhou Power Auxiliary Agent Co Ltd
Current assignee: Wenzhou Power Auxiliary Agent Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN104003644B

Abstract

本发明公开了一种聚羧酸减水剂的生产工艺，其技术方案要点是，先将聚醚投入反应釜并加水溶化；然后往经过溶化的溶液里依次加入丙烯酸、巯基乙酸进行自由基聚合；再往经过自由基聚合的溶液内加入过硫酸铵进行接枝反应；最后，经过保温，可在完成复配、稀释的过程后，打入成品罐内。整个生产工艺过程十分简单，无需氮气保护，生产出来的聚羧酸减水剂具有更高的高性能化、多功能化和生态化。

Description

聚羧酸减水剂的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种减水剂真的制作工艺,更具体地说，它涉及一种聚羧酸减水剂的生产工艺。

背景技术

减水剂，可保持水泥净浆、砂浆和混凝土工作度不变而显著减少其拌和用水量的外加剂，能显著提高混凝土强度，改善混凝土的抗冻性，抗渗性或减少水泥用量。目前市场上常用的几种减水剂为：木质素磺酸钠盐减水剂，萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂等。聚羧酸系高性能减水剂是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种混凝土超塑化剂(减水剂)。

目前大多数聚羧酸系减水剂由甲氧基聚乙二醇酯化合成大单体与其他单体共聚而成，其酯化过程中的带水剂通常采用苯或甲苯，而苯或甲苯蒸气是有毒物质。聚羧酸系减水剂的研究开发应从混凝土性能、价格、环保、可持续发展等多方面综合考虑，进一步朝高性能化、多功能化、生态化方向发展，价格低廉、合成工艺简单的聚羧酸系减水剂的研究对我国混凝土材料、建设工程的进步都具有重要的意义。

专利CN101186460A公布了一种以烯丙基聚乙二醇为原料的聚羧酸系减水剂及其合成方法。其合成方法如下:将烯丙基聚乙二醇、马来酸酐、丙烯酸甲酯、水依次加入反应釜，通入氮气保护，加入过硫酸铵或硫酸亚锡，在90摄氏度下反应6小时，加入50%氢氧化钠溶液，调节pH值至7。此方法合成中需要通入氮气，控制PH值，既不容易控制反应，又增加了生产成本，且分散效果一般、掺量较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚羧酸减水剂的生产工艺，该生产工艺要求较低且能基本保证符合用户的实际需求；无需氮气保护、无需调节PH值、降低生产成本；整个过程物料反应稳定、原料可调节范围大、灵活性强、绿色环保；生产出来的聚羧酸减水剂实用性高。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种聚羧酸减水剂的生产工艺，包括以下步骤：

（1）溶化：在常温状态下，往反应容器内加入20%~50%的聚醚，后加入40.5%~76.2%的水进行溶解；

（2）自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加3%~7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加0.3%~0.75%的巯基乙酸；

（3）接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由0.5%~1.25%过硫酸铵和9%水混合而成；

（4）保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄氏度下，保温一个半小时至两个小时；

（5）复配：将经过保温的水降温至50摄氏度后，打入复配池，加入添加剂，加水稀释后将复配好的溶液打入成品灌；

所述以上五个步骤均在密闭状态下进行。

本发明具有如下优点：

1.生产厂家为了提高生产效率，减水剂的生产浓度可按40%~50%的浓度生产，聚醚的取值范围可在20%~50%之间，从而可生产含固量在20%~50%浓度的减水剂产品，减水剂产品的浓度范围取值范围较大，基本符合工作工况的实际要求；

2.水的取值范围可在40.5%~76.2%之间，相应的丙烯酸的取值范围可在3%~7.5%之间，巯基乙酸的取值范围可在0.3%~0.75%之间，过硫酸铵的的取值范围可在0.5%~1.25%之间；生产时水的比例可以调节，超过100%时，超出量可在水的比例中扣除，生产聚羧酸减水剂的工艺过程中，对于原料剂量的调节范围非常灵活性；

3.整个过程为溶化→自由基聚合→接枝反应→保温→复配，聚醚和丙烯酸是主料，在溶合的主料中加入巯基乙酸起链转移剂作用，再通过加入过硫酸铵起引发剂作用从而完成主链和侧链进行基团的接枝，整个工艺生产过程十分简单，无需氮气保护，成本较低，实际工程中，用户需要的如果是是低碱水泥就不用调节PH值，如果用户需要的是高碱水泥，可在溶液内加入液碱，把PH值调到7~8；

4.温度的控制是为了聚合物的分子量能控制在5000~10000之间，温度过低不起反应，过高不易控制；滴加时间的控制，滴加过快，物料反应剧烈，工人不易控制，过慢没有必要；保温时间过短，物料反应未完全，保温一个半小时至2个小时，物料反应基本稳定；选用这个保温温度是为了控制物料的分子量，分子量过小或过大都影响到产品的分散性（既减水性能）；保温这么长时间是为了反应完全；

5.混凝土的施工性能、强度、耐久性能等，不能只靠减水剂这一种减水作用来解决，还需要根据具体需求，在减水剂母液中添加不同材料不同量的添加剂，减水剂母液变成成品后用在混凝土中，从而可以根据对水泥的不同性能要求，添加种类适当、用量适当的添加剂，大大提高了聚羧酸减水剂的实用性；

6.五个步骤均在密闭状态下进行，生产过程中产生的有毒气体、废气、废液都不会排到反应器外部，整个生产过程绿色环保。

具体实施方式

实施例一：一种聚羧酸减水剂的生产工艺，包括以下步骤：

（1）溶化：在常温状态下，往反应容器内加入20%的聚醚，后加入71.7%的水进行溶解；

（2）自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加3%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加0.3%的巯基乙酸；

（3）接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由0.5%过硫酸铵和4.5%水混合而成；

（5）复配：将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入一定量的添加剂（此处需说明的是，根据不同的实际生产需要，需要添加的添加剂种类不同，剂量也不同，同一种添加剂根据客户的要求或季节不同掺量也是变化很大；如，缓凝型的添加剂掺量越大对混凝土的凝结时间就越长，葡萄糖酸钠就是其中的一种缓凝剂，故若需延长混凝土的凝结时间，就可以将将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入葡萄糖酸钠以延长混凝土的凝结时间；引气剂是提高混凝土耐久性的，同时具有保水，可提高混凝土的泵送性能，故若需提高混凝土耐久性或/和泵送性能，就可以将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入引气剂，引气剂的掺量一般在成品中0.5%左右，在混凝土中的引气量一般控制在2%~5%之间，引气剂有松香热聚物、木质素磺酸钠、三萜皂甙、十二烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、蛋白质盐等种类，生产者可自己实际需要选择投放的引气剂种类），加水稀释后将复配好的溶液打入成品灌；

所述以上五个步骤均在密闭状态下进行。

实施例二：一种聚羧酸减水剂的生产工艺，包括以下步骤：

（1）溶化：在常温状态下，往反应容器内加入40%的聚醚，后加入43.4%的水进行溶解；

（2）自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加6%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加0.6%的巯基乙酸；

（3）接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由1%过硫酸铵和9%水混合而成；

所述以上五个步骤均在密闭状态下进行。

实施例三：一种聚羧酸减水剂的生产工艺，包括以下步骤：

（1）溶化：在常温状态下，往反应容器内加入50%的聚醚，后加入30%的水进行溶解；

（2）自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加0.75%的巯基乙酸；

（3）接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由1.25%过硫酸铵和10.5%水混合而成；

（5）复配：将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入一定量的添加剂（此处需说明的是，如，缓凝型的添加剂掺量越大对混凝土的凝结时间就越长，葡萄糖酸钠就是其中的一种缓凝剂，故若需延长混凝土的凝结时间，就可以将将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入葡萄糖酸钠以延长混凝土的凝结时间；引气剂是提高混凝土耐久性的，同时具有保水，可提高混凝土的泵送性能，故若需提高混凝土耐久性或/和泵送性能，就可以将经过保温的半成品溶液降温至50摄氏度后，打入复配池，加入引气剂，引气剂的掺量一般在成品中0.5%左右，在混凝土中的引气量一般控制在2%~5%之间，引气剂有松香热聚物、木质素磺酸钠、三萜皂甙、十二烷基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠、蛋白质盐等种类，生产者可自己实际需要选择投放的引气剂种类），加水稀释后将复配好的溶液打入成品灌；

所述以上五个步骤均在密闭状态下进行。

以下为本发明的性能情况及与同类产品的各项性能比较情况：

① 主要原材料、混凝土配合比及试验方法：水泥： P.O42.5水泥；砂：细度模数为2.4的中砂；玄武岩，粒径为5~20mm；

② 混凝土配合比：水泥：砂：中石：小石＝1：2.16：2.12：1.42；在配制混凝土时，水泥、砂、石材料按以上配合比进行称量，加水量则以控制坍落度为8±1cm为标准；未掺加外加剂配制的混凝土称为基准混凝土地。

③ 试验方法：混凝土性能试验主要包括减水率、泌水率比、含气量、凝结时间、抗压强度、收缩率等。减水率、泌水率比、含气量、凝结时间试验方法参照GB8076-97《混凝土外加剂》的相关规定执行。混凝土抗压强度试验方法参照GBJ81-85《普通混凝土力学性能试验方法》的相关规定执行。

　　　　　　　　　　表1实例1、2、3的匀质性指标

注：实例1、2、3的掺量均为折固掺量，均为胶凝材料的0.2%。

表2实例1、2、3的混凝土性能

注：实例1、2、3的掺量均为折固掺量，均为胶凝材料的0.2%。

Claims

1.一种聚羧酸减水剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）溶化：在常温状态下，往反应容器内加入20%~50%的聚醚，后加入40.5%~76.2%的水进行溶解；

（4）保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄氏度下，保温一个半小时至两个小时。

2.根据权利要求1所述的聚羧酸减水剂的生产工艺，其特征是：将经过保温的水降温至50摄氏度后，打入复配池，加入添加剂，加水稀释后将复配好的溶液打入成品灌。

3.根据权利要求2所述的聚羧酸减水剂的生产工艺，其特征是：所述以上步骤均在密闭状态下进行。