CN105693948A - 一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法 - Google Patents

一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，该绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液制备方法主要包括：（1）首先，将大单体1500--1700重量份溶于1500--1700重量份水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入引发剂F 4--6重量份和助剂G 5--7重量份；（2）然后，在第一管线中滴加分子量分布控制剂E 5--7重量份、还原剂S 5--7重量份和催化剂H 7--9重量份的混合物于1-3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190--210重量份于1-3小时滴完；（3）最后，滴加完毕后老化0.5-3小时，补水至4900--5100重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。本发明制备的聚羧酸减水剂母液绿色环保，稳定性高，工艺简单，适合于大批量生产。

Description

一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，涉及由单体接到聚醚、聚氧化甲烯或聚醛缩醇上聚合而得到的高分子化合物，具体涉及一种聚羧酸减水剂母液。
背景技术
聚羧酸减水剂是目前综合性能最优和应用最广的减水剂产品，正逐步取代传统的萘系减水剂。例如，欧、美、日等发达国家聚羧酸减水剂已占80%以上，我国虽然起步较晚，但发展迅速，也占总量的50%，特别是一些重大工程如桥隧、高铁、地铁、水电和高层建筑等等。
在聚羧酸减水剂的生产过程中，聚羧酸减水剂母液的质量对产品的最终质量起着至关重要的作用。目前，有一些聚羧酸减水剂的制备方法（CN102336845A、CN104693377A），它们主要聚焦于聚羧酸减水剂制备工艺的改进，如常温条件和无需搅拌、工艺流程操作简便和设备投入较少等等。聚羧酸减水剂目前的主要工艺路线是：大单体在水中溶解，加入催化剂、引发剂，再滴加小单体（主要是丙烯酸及及酯化产品）接枝，接枝过程中同时滴加分子量分布控制剂等小料。目前，一般都是用硫代（乙、丙）醇酸，但此产品为巨毒，巨臭，合成后的聚羧酸减水剂母液有强烈的硫化物气味；催化剂一般含氯离子，国家标准对氯离子有严格限制在０.５%内。所以，从配方及工艺上来说，目前生产的聚羧酸减水剂远没有达到绿色环保的要求。
目前，合成聚羧酸减水剂母液的工艺主要有常温和高温两种。高温合成法温度控制好因而产品质量稳定，但能源消耗大，而且在添加丙烯酸时如果温度高有危险性；常温合成工艺，是最近几年发展起来的新工艺，但有一个问题，质量控制不稳定，反应活性及分子量控制较难把握，特别是气温变化时，温度对合成有显著的影响，而且其设备价格昂贵。总之，目前生产出来的聚羧酸减水剂母液不环保且稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，该方法制备出来的聚羧酸减水剂母液绿色环保，稳定性高，工艺简单，适合于大批量生产。
为了达到上述目的，采用如下步骤的技术方案：
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将大单体1500--1700重量份溶于1500--1700重量份水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入引发剂F4--6重量份和助剂G5--7重量份；
（2）然后，在第一管线中滴加分子量分布控制剂E5--7重量份、还原剂S5--7重量份和催化剂H7--9重量份的混合物于1-3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190--210重量份于1-3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化0.5-3小时，补水至4900--5100重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。
所述重量份是重量比，并非百分比。
优选地，所述的水溶性大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或两种。
优选地，所述的引发剂F为过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化氢中的一种或几种。
优选地，所述的助剂G为过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或两种。
优选地，所述的滴加料均为环保型材料，不含氯离子，硫酸根离子也只有标准的十分之一。
优选地，所述反应温度可通过滴加料的滴加速度进行调节。
优选地，所述的分子量分布控制剂E是粉剂，无毒无味；所述的催化剂H不含氯离子。
优选地，所述的分子量分布控制剂E为烯丙基磺酸钠和硫代醇酸中的一种或两种。
优选地，所述的还原剂S为亚硫酸氢钠和硫酸亚铁中的一种或两种。
优选地，所述的催化剂H为硫酸亚铁、氯化铜和氯化锌中的一种或几种。
优选地，所述的滴加新型的分子量分布控制剂E、还原剂S和催化剂H混合物是指先将3种材料混匀，并在1-3小时内滴完。
优选地，所述的滴加丙烯酸是指1-3小时内滴完。
优选地，所述的老化是指所有材料滴加完毕后反应0.5-3小时。
绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液是通过使用绿色环保的原料和合适的反应温度制备得到的，制备工艺简单、安全，适合于大批量生产；得到的聚羧酸减水剂母液产品环境友好、纯度高和稳定性好。
本发明创新点：
（1）本发明制备聚羧酸减水剂母液所用的滴加料均为环保型材料，不含氯离子，硫酸根离子也只有标准的十分之一。因此，合成的聚羧酸减水剂母液绿色环保。
（2）本发明在制备聚羧酸减水剂母液的过程中，其反应温度可通过滴加料的滴加速度进行控制，既不会太低也不会太高。合成出来的聚羧酸减水剂母液纯度高和稳定性好。
附图说明
图1为实施例2制备的聚羧酸减水剂母液产品性能的指标。
图2为实施例3制备的聚羧酸减水剂母液制备的聚羧酸减水剂的混凝土物理力学性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。但此发明并不仅限于下述具体实施例。
实施例1
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将甲基烯丙基聚氧乙烯醚1500--1700重量份溶于1500--1700重量份水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵4--6重量份和过硫酸钠5--7重量份；
（2）然后，在第一管线中滴加烯丙基磺酸钠5--7重量份、亚硫酸氢钠5--7重量份和硫酸亚铁7--9重量份的混合物于1-3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190--210重量份于1-3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化0.5-3小时，补水至4900--5100重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。
实施例2
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将甲基烯丙基聚氧乙烯醚1500公斤溶于1500公斤水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵4公斤和过硫酸钠5公斤；
（2）然后，在第一管线中滴加烯丙基磺酸钠5公斤、亚硫酸氢钠5公斤和硫酸亚铁7公斤的混合物于2小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190公斤于2小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化1小时，补水至5000公斤即得到新型聚羧酸减水剂母液。其产品性能指标如图1所示。
实施例3
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将甲基烯丙基聚氧乙烯醚1600公斤溶于1600公斤水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵5公斤和过硫酸钠6公斤；
（2）然后，在第一管线中滴加烯丙基磺酸钠6公斤、亚硫酸氢钠6公斤和硫酸亚铁8公斤的混合物于3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸200公斤于3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化1小时，补水至5000公斤即得到新型聚羧酸减水剂母液。以其为原料制备的聚羧酸减水剂的混凝土物理力学性能如图2所示。
实施例4
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将甲基烯丙基聚氧乙烯醚1700公斤溶于1700公斤水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵6公斤和过硫酸钠7公斤；
（2）然后，在第一管线中滴加烯丙基磺酸钠7公斤、亚硫酸氢钠7公斤和硫酸亚铁8公斤的混合物于3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸210公斤于3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化2小时，补水至5000公斤即得到新型聚羧酸减水剂母液。
实施例5
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将烯丙基聚氧乙烯醚1500--1700重量份溶于1500--1700重量份水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵4--6重量份和过硫酸钠5--7重量份；
（2）然后，在第一管线中滴加硫代醇酸5--7重量份、硫酸亚铁5--7重量份和氯化锌7--9重量份的混合物于1-3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190--210重量份于1-3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化0.5-3小时，补水至4900--5100重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。
实施例6
所述绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液通过以下方法制备：
（1）首先，将烯丙基聚氧乙烯醚1600公斤溶于1600公斤水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入过硫酸铵5公斤和过硫酸钠6公斤；
（2）然后，在第一管线中滴加硫代醇酸6公斤、硫酸亚铁6公斤和氯化锌8公斤的混合物于2小时滴完，第二管线滴加丙烯酸200公斤于2小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化1.51小时，补水至5000重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：
（1）首先，将大单体1500--1700重量份溶于1500--1700重量份水中加入有两个管线的合成罐中，充分搅拌后加入引发剂F4--6重量份和助剂G5--7重量份；
（2）然后，在第一管线中滴加分子量分布控制剂E5--7重量份、还原剂S5--7重量份和催化剂H7--9重量份的混合物于1-3小时滴完，第二管线滴加丙烯酸190--210重量份于1-3小时滴完；
（3）最后，滴加完毕后老化0.5-3小时，补水至4900--5100重量份即得到新型聚羧酸减水剂母液。
2.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的水溶性大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的引发剂F为过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化氢中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的助剂G为过硫酸钠，过硫酸钾中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的分子量分布控制剂E是粉剂；所述的催化剂H不含氯离子。
6.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的分子量分布控制剂E为烯丙基磺酸钠、硫代醇酸酸，巯基丙酸中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的还原剂S为亚硫酸氢钠、硫酸亚铁中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种绿色环保、高稳定性聚羧酸减水剂母液的制备方法，其特征在于：所述的催化剂H为硫酸亚铁，氯化铜，氯化锌中的一种或几种。
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