CN109180874A - 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

一种聚羧酸减水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于减水剂领域，具体公开一种聚羧酸减水剂及其制备方法，该聚羧酸减水剂由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。将上述配方原料分组配制为特定浓度的水溶液后按一定的顺序、滴加速率、时间，在不保温、不调节pH情况下反应制得一种具有优异综合性能的聚羧酸减水剂。本发明配方材料无高危性、安全环保，对人体和环境较为友好，存储与使用的整体风险降低，且简单易得、价格经济；聚合反应可在低温或常温下进行，无需加热、保温、调节pH等操作，节约能源，减少工艺步骤，提高生产效率；在保证减水率的前提下，滴加反应时间短，可在1小时内完成且单体转化率平均达到93％以上。

Description

一种聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域
本发明属于混凝土减水剂领域，具体公开一种聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
聚羧酸减水剂已经成为现代混凝土中必不可少的组成部分，可极大地改善混凝土的力学性能、工作性能、耐久性能。随着混凝土工业的飞速发展，聚羧酸减水剂的合成技术也获得了极大的进步。传统的聚羧酸减水剂合成技术一般存在原材料存储使用风险高、工艺流程复杂、需要加热保温与调节酸碱度、反应时间长、产品质量对生产控制参数敏感性大、单体转化率不高、反应不可终止、产品质量稳定性不理想、减水率有待提高等问题和弊端。在市场经济的激烈竞争下，近年来以企业为主体的机构积极投入到聚羧酸减水剂合成技术的创新研发中，使得上述问题和弊端得到了有效解决与缓和。然而，新研制的聚羧酸减水剂合成技术在目前的实际应用中依然存在诸多问题，究其原因，主要是因为新研制出的聚羧酸减水剂合成技术大多数只解决了上述技术问题和弊端中的一部分，其综合性能方面的表现还有待提高，以目前广泛使用的常温/低温聚合反应为例，普通的聚合引发体系反应时间至少需要2～10个小时，反应时间较长。
发明内容
为改善现有聚羧酸减水剂存在的问题，本发明提供一种综合性能更优的聚羧酸减水剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。
进一步地，一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质由催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份组成，以重量份数计。
所述聚氧乙烯醚为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸中的一种或几种。
所述链转移剂为一水次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠水合物、甲酸钠水合物中的一种或几种。
所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH560、KH570、DL602、DL171中的一种或几种。
所述催化剂为七水硫酸亚铁、五水硫酸亚铜、氯化亚铁、氯化亚铜中一种或几种。
所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸中一种或几种。
所述还原剂为抗坏血酸、二氧化硫脲、连二亚硫酸钠、次硫酸氢钠甲醛中的一种或几种。
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：去离子水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质由催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份组成，以重量份数计；
(2)将所述的不饱和酸与去离子水配成质量百分比为30-40％水溶液，为A料；
(3)将所述的氧化剂与去离子水配成质量百分比为10-20％水溶液，为B料；
(4)将所述的还原剂与去离子水配成质量百分比为5-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入上述去离子水60-100份(作底水)、聚氧乙烯醚、链转移剂、偶联剂和催化剂，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～8wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为30-60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液中补充剩余的去离子水，搅拌20～30分钟后即得到聚羧酸减水剂。
其中，步骤(2)、(3)、(4)、(5)和(7)所用的去离子水总计是120～150份。
作为优选1，一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(2400分子量)100-110份、丙烯酸(不饱和酸)8-10份、甲酸钠水合物(链转移剂)0.5-1份、KH560偶联剂0.1-1份、氯化亚铁(催化剂)0.01-0.05份、过氧化氢(氧化剂)1-2份、连二亚硫酸钠(还原剂)1-2份；
(2)将所述丙烯酸8-10份与上述去离子水配成质量百分比为30-35％水溶液，为A料；
(3)将所述过氧化氢1-2份与上述去离子水配成质量百分比为15-20％水溶液，为B料；
(4)将所述连二亚硫酸钠1-2份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100-110份、甲酸钠水合物0.5-1份、KH560为0.1-1份和氯化亚铁0.01-0.05份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～3wt.％的A料5min后，再开始同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为50-60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的去离子水，搅拌20～30分钟后即得到聚羧酸减水剂。
作为优选2，一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚110-120份、丙烯酸15-18份、亚硫酸氢钠水合物(链转移剂)3-5份、KH570偶联剂0.5-1份、氯化亚铜(催化剂)0.1-0.2份、过硫酸铵(氧化剂)0.05-0.1份、抗坏血酸(还原剂)0.1-0.5份；
(2)将所述丙烯酸15-18份与上述去离子水配成质量百分比为35-40％水溶液，为A料；
(3)将所述过硫酸铵0.05-0.1份与上述去离子水配成质量百分比为15-20％水溶液，为B料；
(4)将所述抗坏血酸0.1-0.5份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入部分上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚110-120份、亚硫酸氢钠水合物3-5份、KH570为0.5-1份和氯化亚铜0.1-0.2份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加6～8wt.％的A料5min后，再开始同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为40-50分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
作为优选3，一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚100-110份、丙烯酸5-10份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)0.5-1.5份、DL602偶联剂0.5-1.5份、七水硫酸亚铁(催化剂)0.1-0.2份、过氧化氢2-2.8份(氧化剂)、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.3-0.8份；
(2)将所述丙烯酸5-10份与上述去离子水配成质量百分比为35-40％水溶液，为A料；
(3)将所述过氧化氢2-2.8份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为B料；
(4)将所述次硫酸氢钠甲醛0.3-0.8份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入部分上述去离子水80份(作底水)、异戊烯醇聚氧乙烯醚100-110份、一水次亚磷酸钠0.5-1.5份、DL602为0.5-1.5份和七水硫酸亚铁0.1-0.2份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～3wt.％的A料5min后，再开始同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为40-50分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
作为优选4，一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100-110份、甲基丙烯酸10-18份、甲酸钠水合物(链转移剂)2-4份、DL171偶联剂1.5-2份、氯化亚铁(催化剂)0.1-0.2份、过氧化氢(氧化剂)0.05-0.15份、二氧化硫脲(还原剂)2.5-3份；
(2)将所述甲基丙烯酸10-18份与上述去离子水配成质量百分比为35-40％水溶液，为A料；
(3)将所述过氧化氢0.05-0.15份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为B料；
(4)将所述二氧化硫脲2.5-3份与上述去离子水配成质量百分比为5-10％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入部分上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100-110份、甲酸钠水合物2-4份、DL171为1.5-2份和氯化亚铁0.1-0.2份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～5wt.％的A料5min后，再开始同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为30-40分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
作为优选5，一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚100-110份、丙烯酸8-12份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)0.5-1.5份、KH570偶联剂1-1.5份、氯化亚铜(催化剂)0.01-0.03份、过硫酸铵(氧化剂)0.2-0.4份、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.1-0.3份；
(2)将所述丙烯酸8-12份与上述去离子水配成质量百分比为30-35％水溶液，为A料；
(3)将所述过硫酸铵0.2-0.4份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为B料；
(4)将所述次硫酸氢钠甲醛0.1-0.3份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入部分上述去离子水80份(作底水)、异戊烯醇聚氧乙烯醚100-110份、一水次亚磷酸钠0.5-1.5份、KH570为1-1.5份和氯化亚铜0.01-0.03份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～3wt.％的A料5min后，再开始同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为30-40分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
本发明的思路如下：
在聚合过程中一般可以加入巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇等作为链转移剂，巯基乙酸和巯基丙酸等酸性链转移剂具有高毒性和强烈刺激性，可严重损伤眼睛，存在很大的危害；而巯基乙醇、巯基丙醇并随着链转移剂用量的增大，生成的聚合物相对分子量会降低，但添加这些链转移剂，在聚合反应结束时要采用蒸馏回收链转移剂，在生产工艺上十分耗时。本发明使用一水次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠水合物、甲酸钠水合物作为链转移剂，在反应初期反应产生少量的自由基并引发聚合反应，随着量不断的增加，会产生更多的自由基，会增加活性中心的数量，聚合反应速度将加快，减水剂的分子量将会下降，因此可以有效调节减水剂的分子质量。同时，一水次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠水合物、甲酸钠水合物作为钠盐类链转移剂，价格成本低，而且无“三废”排放，生产工艺绿色化，环保性更好。
偶联剂方面，本发明采用KH560、KH570、DL602、DL171作为偶联剂。偶联剂的引入可以大大提高减水剂分子在水泥颗粒表面的定向吸附，增加水泥颗粒之间的静电排斥作用力，促使水泥颗粒相互分散、絮凝结构解体，释放出被包裹的部分水，从而有效的提高减水剂的减水率。同时利用催化氧化还原引发体系，常温下即可合成，无需外来热源，反应时间大幅缩短，反应工艺更加简化，进一步降低成本。
催化剂方面，现有技术中所用的锡类催化剂和酸类催化剂，催化效率低，在反应时间内单体转化率仅为70％左右，且所用酸类催化剂包括98％的浓硫酸，具有强腐蚀性，对人体和环境都较大的危害。而本发明所使用的催化剂为七水硫酸亚铁、五水硫酸亚铜、氯化亚铁、氯化亚铜，原料易得，价格经济，可有效减低工艺生产成本，提高生产效率。本发明的催化剂均为弱性还原剂，可配合氧化还原体系中的还原剂，加速引发聚合反应速度，从而实现常温反应。通过将催化剂、氧化剂、还原剂配合进行使用，可以将聚合反应完成时间控制在1个小时以内，大大提高了反应速率，聚羧酸减水剂单体的转化率平均达到93％以上，反应完成后无需保温，无需调节pH。
本发明的有益效果是：
(1)配方材料无高危性、安全环保，对人体和环境较为友好，存储与使用的整体风险降低，且简单易得、价格经济；
(2)聚合反应可在低温或常温下进行，无需加热、保温、调节pH等操作，节约能源，减少工艺步骤，提高生产效率；
(3)在保证减水率的前提下，滴加反应时间短，可在1小时内完成且单体转化率平均达到93％以上；
(4)反应聚合程度高，反应过程可控性好，副反应少；
(5)滴加反应结束后，聚合反应可终止，产品质量稳定性高。
具体实施方式：
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。
进一步地，一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质由催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份组成，以重量份数计。
所述聚氧乙烯醚为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸中的一种或几种。
所述链转移剂为一水次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠水合物、甲酸钠水合物中的一种或几种。
所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH560、KH570、DL602、DL171中的一种或几种。
所述催化剂为七水硫酸亚铁、五水硫酸亚铜、氯化亚铁、氯化亚铜中一种或几种。
所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸中一种或几种。
所述还原剂为抗坏血酸、二氧化硫脲、连二亚硫酸钠、次硫酸氢钠甲醛中的一种或几种。
一种聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：去离子水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质由催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份组成，以重量份数计；
(2)将所述不饱和酸与去离子水配成质量百分比为30-40％水溶液，为A料；
(3)将所述氧化剂与去离子水配成质量百分比为10-20％水溶液，为B料；
(4)将所述还原剂与去离子水配成质量百分比为5-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入上述去离子水60-100份(作底水)、聚氧乙烯醚、链转移剂、偶联剂和催化剂，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1～8wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为30-60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液中补充剩余的去离子水，搅拌20～30分钟后即得到聚羧酸减水剂。
其中，步骤(2)、(3)、(4)、(5)和(7)所用的去离子水总计是120～150份。
实施例1:
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。
其中，去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(2400分子量)100份、丙烯酸8份、甲酸钠水合物(链转移剂)0.5份、KH560偶联剂0.5份、氯化亚铁(催化剂)0.01份、过氧化氢(氧化剂)1.7份、连二亚硫酸钠(还原剂)1.7份，以重量份数计。
一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括下列步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(2400分子量)100份、丙烯酸8份、甲酸钠水合物(链转移剂)0.5份、KH560偶联剂0.5份、氯化亚铁(催化剂)0.01份、过氧化氢(氧化剂)1.7份、连二亚硫酸钠(还原剂)1.7份；
(2)将丙烯酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为30％的混合溶液，为A料；
(3)将过氧化氢与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为20％的混合溶液，为B料；
(4)将连二亚硫酸钠与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为13％的混合溶液，为C料；
(5)向反应器中直接加入部分上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲酸钠水合物、KH560偶联剂和氯化亚铁，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加2wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
实施例2:
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。
其中，去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚120份、丙烯酸18份、亚硫酸氢钠水合物(链转移剂)5份、KH570偶联剂2份、氯化亚铜(催化剂)0.2份、过硫酸铵(氧化剂)0.05份、抗坏血酸(还原剂)0.1份，以重量份数计。
一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括下列步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚120份、丙烯酸18份、亚硫酸氢钠水合物(链转移剂)5份、KH570偶联剂2份、氯化亚铜(催化剂)0.2份、过硫酸铵(氧化剂)0.05份、抗坏血酸(还原剂)0.1份；
(2)将丙烯酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为40％的混合溶液，为A料；
(3)将过硫酸铵与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为17％的混合溶液，为B料；
(4)将抗坏血酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为15％的混合溶液，为C料；
(5)向反应器中直接加入部分上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、亚硫酸氢钠水合物和KH570偶联剂、氯化亚铜，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加8wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间50分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
实施例3:
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。其中，去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚110份、丙烯酸5份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)1份、DL602偶联剂1份、七水硫酸亚铁(催化剂)0.2份、过氧化氢(氧化剂)2.5份、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.5份，以重量份数计。
一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括下列步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚110份、丙烯酸5份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)1份、DL602偶联剂1份、七水硫酸亚铁(催化剂)0.2份、过氧化氢(氧化剂)2.5份、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.5份；
(2)将丙烯酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为39％的混合溶液，为A料；
(3)将过氧化氢与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为10％的混合溶液，为B料；
(4)将次硫酸氢钠甲醛与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为13％的混合溶液，为C料；
(5)向反应器中直接加入部分上述去离子水80份(作底水)、异戊烯醇聚氧乙烯醚、一水次亚磷酸钠和DL602偶联剂、七水硫酸亚铁，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加2wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间45分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
实施例4:
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。其中，去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100份、甲基丙烯酸15份、甲酸钠水合物(链转移剂)3份、DL171偶联剂2份、氯化亚铁(催化剂)0.1份、过氧化氢(氧化剂)0.1份、二氧化硫脲(还原剂)3份，以重量份数计。
一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括下列步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100份、甲基丙烯酸15份、甲酸钠水合物(链转移剂)3份、DL171偶联剂2份、氯化亚铁(催化剂)0.1份、过氧化氢(氧化剂)0.1份、二氧化硫脲(还原剂)3份；
(2)将甲基丙烯酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为40％的混合溶液，为A料；
(3)将过氧化氢与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为10％的混合溶液，为B料；
(4)将连二氧化硫脲与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为5％的混合溶液，为C料；
(5)向反应器中直接加入部分上述去离子水80份(作底水)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲酸钠水合物和DL171偶联剂、氯化亚铁，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液中先加4wt.％的A料5min后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间30分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
实施例5:
一种聚羧酸减水剂，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。其中，去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、丙烯酸10份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)1.1份、KH570偶联剂1.1份、氯化亚铜(催化剂)0.02份、过硫酸铵(氧化剂)0.3份、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.2份，以重量份数计。
一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括下列步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、丙烯酸10份、一水次亚磷酸钠(链转移剂)1.1份、KH570偶联剂1.1份、氯化亚铜(催化剂)0.02份、过硫酸铵(氧化剂)0.3份、次硫酸氢钠甲醛(还原剂)0.2份；
(2)将丙烯酸与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为35％的混合溶液，为A料；
(3)将过硫酸铵与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为12％的混合溶液，为B料；
(4)将次硫酸氢钠甲醛与上述去离子水配制成溶质质量百分比浓度为15％的混合溶液，为C料；
(5)向反应器中直接加入部分上述去离子水80份(作底水)、异戊烯醇聚氧乙烯醚、一水次亚磷酸钠和KH570偶联剂、氯化亚铜，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液先加1wt.％的A料后，再同时匀速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间35分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20分钟后即得到聚羧酸减水剂。
将实施例1-5合成得到的聚羧酸减水剂，与市售通用的普通常温或低温下制备的聚羧酸减水剂(普通引发聚合体系)进行减水率的比较，所述减水率检测方法采用标准混凝土进行检测，所述标准混凝土配合比依据按照GB/8076-2008《混凝土外加剂》，得到结果如下：
检测减水率所用的标准混凝土配合如下：
材料品种 水泥 煤灰 砂 石子 水
用量kg/m3 290 70 900 970 170
将实施例1～5合成得到的聚羧酸减水剂，与市售通用的普通常温或低温下制备聚羧酸减水剂的方法(即普通引发聚合体系)所达到的单体转化率进行比较，所述单体转化率检测方法采用高效凝胶色谱(GPC)，得到结果如下：
根据减水率和单体转化率所得到的对比数据可知，在聚合反应中引入偶联剂和催化氧化还原体系，可增加聚羧酸减水剂的减水率、缩短反应时间，单体转化率平均达到93％以上，显著提高了生产效率，节约了生产程序与成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下原料制备得到：去离子水、聚氧乙烯醚、不饱和酸、链转移剂、偶联剂、催化氧化还原物质；所述催化氧化还原物质由催化剂、氧化剂、还原剂组成。
2.如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下原料制备得到：去离子水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质包括催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份，以重量份数计。
3.如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚氧乙烯醚为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种。
4.如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸中的一种或几种。
5.如权利要求1或2所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述链转移剂为一水次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠水合物、甲酸钠水合物中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH560、KH570、DL602、DL171中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述催化剂为七水硫酸亚铁、五水硫酸亚铜、氯化亚铁、氯化亚铜中一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸中一种或几种。
9.如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述还原剂为抗坏血酸、二氧化硫脲、连二亚硫酸钠、次硫酸氢钠甲醛中的一种或几种。
10.制备如权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)称取原料：水120～150份、聚氧乙烯醚100-120份、不饱和酸5-18份、链转移剂0.5-5份、偶联剂0.1-2份、催化氧化还原物质0.16-6份；所述催化氧化还原物质由催化剂0.01-0.2份、氧化剂0.05-2.8份、还原剂0.1-3份组成，以重量份数计；
(2)将所述的不饱和酸与去离子水配成质量百分比为30-40％水溶液，为A料；
(3)将所述的氧化剂与去离子水配成质量百分比为10-20％水溶液，为B料；
(4)将所述的还原剂与去离子水配成质量百分比为5-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入上述去离子水60-100份、聚氧乙烯醚、链转移剂、偶联剂和催化剂，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液预加1～8wt.％的A料5min后，再同时均速滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为30-60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20～30分钟后即得到聚羧酸减水剂。
11.如权利要求10所述的一种聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，步骤(2)、(3)、(4)、(5)和(7)所用的去离子水总计是120～150份。
12.如权利要求10所述的一种聚羧酸减水剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份计称取原料：去离子水130份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100-110份、丙烯酸8-10份、甲酸钠水合物0.5-1份、KH560偶联剂0.1-1份、氯化亚铁0.01-0.05份、过氧化氢1-2份、连二亚硫酸钠1-2份；
(2)将所述丙烯酸8-10份与上述去离子水配成质量百分比为30-35％水溶液，为A料；
(3)将所述过氧化氢1-2份与上述去离子水配成质量百分比为15-20％水溶液，为B料；
(4)将所述连二亚硫酸钠1-2份与上述去离子水配成质量百分比为10-15％水溶液，为C料；
(5)向反应器中依次加入部分上述去离子水80份、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚100-110份、甲酸钠水合物0.5-1份、KH560为0.1-1份和氯化亚铁0.01-0.05份，得到待反应混合溶液；
(6)向待反应混合溶液预加1～3wt.％的A料5min后，开始同时滴加剩余的A料、B、C料，滴加时间为50-60分钟，整个反应过程温度控制在15～38℃；
(7)滴加结束后，向溶液补充剩余的上述去离子水，搅拌20～30分钟后即得到聚羧酸减水剂。
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