CN111004358A - 本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法 - Google Patents

本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111004358A
CN111004358A CN201911278871.9A CN201911278871A CN111004358A CN 111004358 A CN111004358 A CN 111004358A CN 201911278871 A CN201911278871 A CN 201911278871A CN 111004358 A CN111004358 A CN 111004358A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyether macromonomer
chain transfer
unsaturated carboxylic
modified product
carboxylic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911278871.9A
Other languages
English (en)
Inventor
肖本立
刘治华
王炎平
肖筱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201911278871.9A priority Critical patent/CN111004358A/zh
Publication of CN111004358A publication Critical patent/CN111004358A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2605—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing polyether side chains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2664—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid polymers, e.g. maleic anhydride copolymers
    • C04B24/267—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid polymers, e.g. maleic anhydride copolymers containing polyether side chains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302—Water reducers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

本发明公开了本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，所述减水剂的原料包括聚醚大单体或其改性产品、不饱和羧酸、链转移剂、引发剂，四者的质量百分比为：聚醚大单体或其改性产品100份，不饱和羧酸7～12份，链转移剂0.5～2份，引发剂0.2～2份，原料配方可节约成本；制造工艺可使生产过程方便实际生产节能节水；反应条件可使制造设备简单节约投资、节约能源、降低成本；反应时间短可使生产效率提高5‑10倍，比液体状减水剂运输更方便、保存时间长、制造成本低、运用效率高，比目前市场上运用其它工艺制造的粉状产品制造成本低、能量消耗少、制造周期短、生产设备简单、运用效率高。

Description

本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域,特别涉及本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是现代混凝土的核心材料，它不但可以实现现代混凝土高强度、良好的工作性能和机械化施工的要求，更可以实现节省水泥用量百分之三十以上同时混凝土构件使用寿命延长一倍以上等优点。据相关统计2018年世界水泥产量为40多亿吨，中国产量约21亿吨，而聚羧酸减水剂(折固)用量为水泥用量的0.1%～0.2%，产值约为水泥产值的5%～10%，可见聚羧酸减水剂在国民经济和国家建设中占十分重要的地位。目前国内外聚羧酸减水剂的生产与应用以液体水剂为主，固体聚羧酸减水剂产品则需液体聚羧酸减水剂脱水干燥获得。其中，液体聚羧酸减水剂主要以液体母液复配用于实际生产，而液态状母液保存时间短、不利于长途运输、不利于恶劣环境下运用、质量差别大、复配技术要求高、生产成本高，不能应用于干粉砂浆等需要固体减水剂的场合等缺点极大地制约了它的推广使用。而目前市场上现有的固体粉状聚羧酸减水剂由于制造工艺繁琐，工艺设备复杂，粉化过程能耗大、质量损失大、制造成本高。
发明内容
针对上述现有减水剂存在的问题，本发明提供一种制造成本低、制造工艺及设备简单、制造时间短、节能和环保的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法。
本发明通过以下技术方案实现：本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，所述减水剂的原料包括聚醚大单体或其改性产品、不饱和羧酸、链转移剂、引发剂，原料质量百分比为：聚醚大单体或其改性产品100份，不饱和羧酸7～12份，链转移剂0.5～2份， 引发剂0.2～2份，所述工艺方法包括以下步骤：
A、按比例称取聚醚大单体或其改性产品、不饱和羧酸、链转移剂依次加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为40～100℃；
B、当步骤A中旳混合液全部熔化，温度稳定在40～70℃之间时，按比例一次加入引发剂并搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置1～2小时后，加入粉状碳酸钠或碳酸氢钠充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体简单压碎制得成品。
进一步地，其制造方法包括以下步骤：A：按上述比例称取聚醚大单体或其改性产品加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为40～100℃；
B: 当步骤A中旳聚醚大单体或其改性产品全部熔化，温度稳定在40～70℃之间时，按比例一次或多次加入引发剂, 再按比例称取不饱和羧酸、链转移剂混合均匀，平均分成三份，分三次每次间隔20分钟加入，搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置0.1～0.5小时后，加入中和剂充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体简单压碎制得成品。
进一步地，所述聚醚大单体或其改性产品包括MPEG、APEG、TPEG、HPEG。
进一步地，所述不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐。
进一步地，所述链转移剂包括甲基丙烯磺酸钠、巯基乙酸、巯基丙酸。
进一步地，所述引发剂包括双氧水、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾中一种或几种的水溶液，水溶液浓度为20%～50%。
本发明的机理：运用自由基聚合理论中的本体聚合方法制备聚羧酸减水剂是最理想的方法，而用本体聚合方法获得固体粉状产品也是最理想的产品。高性价比的固体粉状聚羧酸减水剂有比液态聚羧酸减水剂更广泛的应用空间，减水剂以固体形态添加到混凝土生产中，对混凝土流动性、泌水、气泡缺限等常见问题的解决创造更大的空间，固体粉状聚羧酸减水剂更可以直接加入水泥中改变水泥的性能达到更高的质量标准，本发明本体聚合法在无任何溶剂的情况下引入带负电荷的羧基主链和对水有良好亲和作用的聚合物侧链（酸醚比控制在3.3以下）合成粉状聚羧酸高效减水剂，本发明通过控制本体聚合法关键因素：在聚醚大单体融化后将聚合反应温度控制在40-70℃，保证减水剂产品的分散性和保持性最佳，不会因为温度较低而生成有效成分少的减水剂，又不会应为温度过高而产生爆聚现象，将不饱和羧酸、链转移剂分布间隔加入到聚醚大单体中，控制引发剂和链转移剂的加入量，从而控制反应速度和反应温度，减少无用副产物的产生，最后加入中和剂简单压碎即可制成粉状聚羧酸高效减水剂。
本发明与现有技术相比，本发明粉状减水剂除具备目前市场上所具有的聚羧酸类高性能减水剂的全部优点外，原料配方可节约成本；制造工艺可使生产过程方便实际生产节能节水；反应条件可使制造设备简单节约投资、节约能源、降低成本；反应时间短可使生产效率提高5-10倍，比液体状减水剂运输更方便、保存时间长、制造成本低、运用效率高，比目前市场上运用其它工艺制造的粉状产品制造成本低、能量消耗少、制造周期短、生产设备简单、运用效率高。
附图说明
图1为本发明的实施例水泥净浆流动度对比试验数据图表，
图2为本发明应用于混凝土性能对比试验数据图表，
图3为本发明应用于压浆剂性能对比试验数据图表。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面根据附图结合具体实施例来进一步详细描述本发明。
实施例1
本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其制造方法包括以下步骤：
A、按比例称取聚醚大单体或其改性产品（TPEG-2400）100 kg、不饱和羧酸（马来酸）10kg、链转移剂（巯基丙酸）2 kg，依次加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为60℃；
B、当步骤A中旳混合液全部熔化，温度稳定在50℃时一次加入2 kg的引发剂（双氧水）并搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置2小时后，加入1 kg中和剂（粉状碳酸钠）充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体简单压碎制得成品。
实施例2
本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其制造方法包括以下步骤：
A：称取聚醚大单体（HPEG-2400）100 kg，加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为60℃；
B: 当步骤A中旳聚醚大单体全部熔化，温度稳定在50℃时分两次平均加入0.5 kg的引发剂(过硫酸钠),每次间隔30分钟， 同时称取不饱和羧酸(丙烯酸)12 kg、链转移剂(巯基乙酸)0.5 kg混合均匀，平均分成三份，分三次每次间隔20分钟加入，搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置0.5小时后，加入1kg中和剂（粉状碳酸氢钠）充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体简单压碎制得成品。
对比试验
按照GB/T 8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测试水泥净浆流动度，W/C=0.29,试验时间为60min，图1为水泥净浆流动度测试数据对比图表（折固掺量0.15%）表中所述萍乡中材水泥来源于中材萍乡水泥有限公司，萍乡印山台水泥来源于江西印山台水泥有限公司，市售同类产品来源于江西格雷斯科技股份有限公司，市售液体同质产品来源于萍乡金科新材料有限公司。
将本发明PC粉剂产品，市售PC水剂产品应用于混凝土中，按照等掺量（折固掺量0.2%）的方法，使用相同的配合比进行混凝土性能对比测试（C30），图2为混凝土性能测试数据对比图表，配合比：水泥:矿粉:煤灰:砂:石：水=240:40:60:840:1070:160，所述市售PC水剂产品来源于萍乡金科新材料有限公司。
将本发明PC粉剂产品，市售PC粉剂产品应用于压浆剂中，按照本发明PC粉剂产品掺量4%，市售PC粉剂产品掺量6%来进行压浆剂对比测试，图3为性能测试数据对比图表（湖南齐东红狮水泥425#），所述市售PC粉剂产品来源于江西格雷斯科技股份有限公司。
从图1、2、3可以看出，本发明粉状产品各项性能高于市售同类产品，生产成本比市售同类产品低30%；本发明产品可以基本达到液体同质产品的性能指数，且比目前液体同质产品折固成本低20%，本发明产品比液体同质产品运输更方便、保存时间更长、制造成本更低、运用效率更高，性价比更高。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围中。

Claims (6)

1.本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述减水剂的原料包括聚醚大单体或其改性产品、不饱和羧酸、链转移剂、引发剂，原料质量百分比为：聚醚大单体或其改性产品100份，不饱和羧酸7～12份，链转移剂0.5～2份， 引发剂0.2～2份，所述工艺方法包括以下步骤：
A、按比例称取聚醚大单体或其改性产品、不饱和羧酸、链转移剂依次加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为40～100℃；
B、当步骤A中旳混合液全部熔化，温度稳定在40～70℃之间时一次加入按比例的引发剂并搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置1～2小时后，加入粉状碳酸钠或碳酸氢钠充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体压碎制得成品。
2.根据权利要求1所述的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述工艺方法包括以下步骤：
A：按上述比例称取聚醚大单体或其改性产品加入带有搅拌加热装置的容器中进行熔化，熔化温度为40～100℃；
B: 当步骤A中旳聚醚大单体或其改性产品全部熔化，温度稳定在40～70℃之间时一次或多次加入按比例的引发剂, 再按比例称取不饱和羧酸、链转移剂混合均匀，平均分成三份，分三次每次间隔20分钟加入，搅拌混合均匀制得半成品；
C、将步骤B的半成品保温静置0.1～0.5小时后，加入粉状碳酸钠或碳酸氢钠充分搅拌均匀，停止保温，自然冷却固化；
D、将步骤C中固化后的固体压碎制得成品。
3.根据权利要求1或2所述的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述聚醚大单体或其改性产品包括MPEG、APEG、TPEG、HPEG。
4.根据权利要求1或2所述的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述不饱和羧酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐。
5.根据权利要求1或2所述的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述链转移剂包括甲基丙烯磺酸钠、巯基乙酸、巯基丙酸。
6.根据权利要求1或2所述的本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法，其特征在于：所述引发剂包括双氧水、过硫酸盐中一种或几种的水溶液，水溶液浓度为20%～50%。
CN201911278871.9A 2019-12-13 2019-12-13 本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法 Pending CN111004358A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911278871.9A CN111004358A (zh) 2019-12-13 2019-12-13 本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911278871.9A CN111004358A (zh) 2019-12-13 2019-12-13 本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111004358A true CN111004358A (zh) 2020-04-14

Family

ID=70114628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911278871.9A Pending CN111004358A (zh) 2019-12-13 2019-12-13 本体聚合法制备粉状聚羧酸减水剂的工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111004358A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102993387A (zh) * 2012-09-13 2013-03-27 北京工业大学 一步直接合成纯固体聚羧酸高性能减水剂的方法
CN105017490A (zh) * 2015-07-14 2015-11-04 唐山市龙亿科技开发有限公司 一种无水法制备聚羧酸减水剂的方法
CN106543382A (zh) * 2016-12-07 2017-03-29 湖北工业大学 一种固片状聚羧酸减水剂及其聚合制备方法
CN106866894A (zh) * 2017-03-14 2017-06-20 重庆石博士新材料有限公司 一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法
CN108821633A (zh) * 2018-07-09 2018-11-16 山西佳维新材料股份有限公司 一种减水型固体聚羧酸减水剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102993387A (zh) * 2012-09-13 2013-03-27 北京工业大学 一步直接合成纯固体聚羧酸高性能减水剂的方法
CN105017490A (zh) * 2015-07-14 2015-11-04 唐山市龙亿科技开发有限公司 一种无水法制备聚羧酸减水剂的方法
CN106543382A (zh) * 2016-12-07 2017-03-29 湖北工业大学 一种固片状聚羧酸减水剂及其聚合制备方法
CN106866894A (zh) * 2017-03-14 2017-06-20 重庆石博士新材料有限公司 一种固体聚羧酸减水剂及其制备方法
CN108821633A (zh) * 2018-07-09 2018-11-16 山西佳维新材料股份有限公司 一种减水型固体聚羧酸减水剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尹卫平，等: "水处理化学品制备与应用指南", 华东理工大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104788629B (zh) 一种聚羧酸减水剂及其常温制备方法
CN105948653B (zh) 一种再生湿拌砂浆及其制备方法
CN110304847B (zh) 一种湿磨电石渣激发剂及其制备方法和应用
CN101531481A (zh) 聚羧酸系高性能减水剂、其组合物及制备方法
CN103274632B (zh) 增强型水泥助磨剂及其制备方法
CN105669103B (zh) 和易性和抗泌水性强的混凝土增效剂及其混凝土
CN109337024B (zh) 一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法
CN111233425A (zh) 一种高强石膏自流平材料、制备方法及其使用方法
CN107698716A (zh) 一种聚羧酸减水剂及其制备方法
CN103319103A (zh) 再生硬化水泥浆体胶凝材料及其制备方法
CN105037652A (zh) 一种高含固量酯类聚羧酸减水剂的制备方法
CN103693881A (zh) 一种聚羧酸减水剂及其应用和制备方法
CN105036667A (zh) 一种防冻干混砂浆的制备方法
CN109704620B (zh) 适用于寒冷干燥环境的混凝土掺和料及其制备方法和应用
CN102719577A (zh) 一种耦合处理炼铁、炼钢炉渣的方法
CN109437621B (zh) 一种环保型硅酸盐水泥及其制备方法
CN109180110B (zh) 预拌湿拌砂浆及预拌湿拌砂浆制备方法
CN108147706A (zh) 一种水泥基透水路面材料专用复合掺合料及其应用
CN103551489A (zh) 一种含有高炉矿渣的铸造型砂
CN102965077B (zh) 一种粉体矿粉添加剂
CN107793447A (zh) 一种p2o5分散法制备磷酸酯功能单体的方法、用途
CN103360013A (zh) 一种石膏基保温砂浆的制备方法
CN112694303A (zh) 一种低温早强型隧道衬砌填充材料
CN104129935B (zh) 一种改性玻璃尾砂水泥基辅助性胶凝材料及其制备方法
CN103232181A (zh) 一种钛白渣混凝土掺合料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination