[发明专利]一种制备纯固体聚羧酸保坍剂的方法

说明书

本发明公开了一种制备纯固体聚羧酸保坍剂的方法，采用不饱和聚氧乙烯醚、分子量调节剂、不饱和酸类单体、不饱和酯类单体、引发剂直接混合，无须滴加反应原料，在0.5‑1.5小时短时间内直接进行本体聚合反应，制备纯固体聚羧酸保坍剂；它反应过程无溶剂，无滴加，反应、生产周期极短，生产效率极高，工艺容易控制，成品无需干燥或分离溶剂等后处理工序，且成品性能不变，极大节约生产成本，提高生产效率，具有很好的市场竞争力和应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑材料中的混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种制备纯固体聚羧酸保坍剂的方法。

背景技术

聚羧酸系减水剂是水泥混凝土运用中的一种新型水泥分散剂，与传统的高效减水剂相比，聚羧酸系减水剂以其绿色环保、高减水率、低坍落度损失等优良性能已成为混凝土高性能化的关键材料。近年国家工程如高铁、客运专线、核电、水利、等基础建设的兴起，对聚羧酸系产品的市场需求持续增长。

然而环境保护越来越受到全球重视，我国已经严格控制破坏环境的采砂，采石等工程作业。在原材料需求日益剧增同时，材料质量反而越来越差。材料的变差直接降低混凝土保持性，同时施工地点较远、施工现场场地有限，运输成本不断的增加，这就需要有聚羧酸保坍剂来维持混凝土工作性，从而实现工程长时间施工要求。

目前市场上的聚羧酸系减水剂及保坍剂多为10％～40％的液体产品，加上全球的干粉砂浆的兴起，也对固体粉体聚羧酸系产品的生产提供了市场空间。所以发展高保持、高浓度或固体聚羧酸产品是降低运输成本和推广聚羧酸系产品广泛使用的重要条件。

目前市场上的粉体聚羧酸系减水剂及保坍剂多为通过喷雾干燥方法得到，生产过程高温高压，由于高温状态受热后发生部分交联引起，成品产品性能会略下降。另外生产方法是通过溶液聚合或本体聚合、制得高浓度或高纯产品，经过分离溶剂、干燥、破碎等手段得到成品，此方法反应周期长，工艺繁琐，反应过程的不易控制，副产品多，成品稀释后与同浓度的液体相比性能能下降很大，实现工业化较难。如果想得到性能优异的聚羧酸系减水剂粉体产品，需采用工艺易控制、反应周期短生产工方式。

CN102372458A公开了一种固体聚羧酸系减水剂的制备方法，由不饱和酸和其他不饱和单体在有机溶剂中进行共聚，然后经分离沉淀和低温干燥后制备得到。该固体减水剂在溶于水溶剂中，与市售同样浓度的液体聚羧酸系减水剂产品相比，综合性能没有差异。但该专利需要用到有机溶剂如醇、芳香烃、脂肪烃、酯等，得到聚合产物之后还需要干燥分离溶剂，工艺复杂，生产过程不够绿色化。

CN 103554382 A公开了一种固相合成聚羧酸系减水剂的方法，将聚醚单体、引发剂和少量水加入到球磨机或胶体磨中，开动机器混合10分钟，再分若干次将小分子单体、还原剂、链转移剂和小分子单体质量10％的水组成的混合物等份加入球磨机或胶体磨中，全部加完后，再继续反应1小时，就可以得到固体或膏状聚羧酸系减水剂。此方法有一部分水溶液为溶剂，不具备本体聚合的特性，聚合产物需要干燥。

CN 103755885 A提出了一种微波辅助固相合成聚羧酸系减水剂的方法，将聚醚单体、引发剂、小分子单体、还原剂、链转移剂和小分子单体质量50％的水组成的糊状混合物置于功率可调的微波炉中，反应一定时间，得到固体或膏状聚羧酸系减水剂。此方法不适宜大规模工业化生产，且不属于本体聚合领域。

CN 102993387 B报道了一种通过一步直接合成纯固体聚羧酸系减水剂的制备方法，将不饱和聚氧乙烯醚加热至50℃～70℃熔化，依次向反应器中加入分子量调节剂、(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物单体、引发剂，并且每次加料间隔搅拌时间5分钟～20分钟，继续升温至75℃～95℃下进行本体聚合反应1.5小时～8小时，冷却至室温即得到纯固体聚羧酸系减水剂。上述两种方法存在温度偏高或工艺复杂的缺陷，反应时间长。