[发明专利]一种低温快速制备高减水型聚羧酸减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学建材技术领域，涉及一种低温快速制备高减水型聚羧酸减水剂的方法。

背景技术

聚羧酸减水剂是现代混凝土中广泛应用的第三代高性能减水剂。目前，市场上出售的聚 羧酸减水剂普遍采用热引发方式生产，常用的引发剂体系有过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、 “双氧水—维生素C”等，一般都需要锅炉或电加热，聚合温度在40～60℃，生产周期 4～6h。另外，还需要长时间的冷却降温。生产周期长、能源消耗大是聚羧酸减水剂绿色发 展所面临的重要问题之一。低温生产工艺的开发，能够简化生产设备，降低生产成本，对促 进节能减排、绿色低碳社会的发展具有十分重要的意义。

然而，随着生产温度的降低，采用普通引发体系会导致反应速率减慢，聚合过程延长， 并影响聚羧酸减水剂性能的稳定性。例如，申请公布号为CN104371073A的中国专利提出 了一种聚羧酸减水剂的常温制备方法，该方法在“双氧水—维生素C”氧化还原引发剂下， 将甲基烯基聚氧乙烯醚和另外三种单体在水溶液中共聚，最后用碱性溶液中和制得。该专利 申请公布的技术方案中聚合反应能在常温下进行，虽解决了反应能耗的问题，但需要长时间 滴加单体溶液(2.8～3.2h)和链转移剂溶液(3.4～3.6h)才能完成，无法实现聚羧酸减水 剂在更低温度条件下的生产。

在上述专利申请之后，申请公布号为CN104945568A的中国专利申请提出了一种马来 酸酐后加法低温聚羧酸减水剂的制备方法，该方法首先将一定比例的甲基烯丙基聚氧乙烯醚 /异戊烯醇聚氧乙烯醚和水加入到反应釜中，搅拌溶解后在5～15℃下，一次性加入氧化剂 和引发剂，然后分别滴加适当比例的还原剂、引发剂和链转移剂的混合溶液及共聚单体溶 液，1～4h滴完；在共聚单体溶液滴加0.5～2h后加入马来酸酐溶液，0～2h滴完；最后熟 化1～2h，加入碱性溶液。该方法降低了生产温度，但仍存在生产周期长、操作步骤繁琐等 缺点，另外，减水剂性能是否稳定还不确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足而提供一种低温快速制备高减水 型聚羧酸减水剂的方法，不需要加热，反应过程易于控制，生产周期短，生产的聚羧酸减水 剂具有减水率高、掺量敏感性低、浆体包裹性好等特点。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种低温快速制备高减水型聚羧酸减水剂的方法，以Fenton试剂为引发剂，控制反应 体系在弱酸性条件下，并加入引发促进剂引发反应体系中的反应单体发生聚合反应，在低温 条件下快速制备得到性能优良的高减水型聚羧酸减水剂。

按上述方案，所述的弱酸性条件为pH为4～6。

按上述方案，所述的聚合反应的温度为5～25℃。

按上述方案，所述Fenton试剂为H₂O₂与催化剂Fe²⁺构成的氧化体系。优选地，所述的 Fenton试剂中Fe²⁺和H₂O₂的物质的量比为1:50～1:100。

按上述方案，所述的Fenton试剂中Fe²⁺可以来自于硝酸亚铁、草酸亚铁、氯化亚铁、 硫酸亚铁七水合物、乙酰丙酮亚铁、葡萄糖酸亚铁、硫酸亚铁铵等亚铁盐中的一种或多种按 任意比例的混合物，Fe²⁺用量为聚醚大单体物质的量的0.1％～0.4％。

按上述方案，所述引发促进剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或硫代硫酸钠等中的一种或几种 按任意比例的混合物。

按上述方案，所述反应单体包括不饱和聚醚大单体、二元羧酸和丙烯酸单体。

按上述方案，所述不饱和聚醚大单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、 4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的任意一种。

按上述方案，所述二元羧酸为马来酸、马来酸酐、衣康酸中的一种或几种的混合物。

上述低温快速制备高减水型聚羧酸减水剂的方法，具体包括以下步骤：

(1)将不饱和聚醚大单体和二元羧酸溶于去离子水中，配制成固含量为50wt％～ 60wt％的溶液，并加入适量分子量调节剂搅拌均匀；