[发明专利]一种以聚醚大单体为原材料的聚羧酸减水剂的合成方法

说明书

本发明公开了一种以聚醚大单体为原材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括将不饱和羧酸、降低冰点添加剂、水、降温剂按照一定质量比例配制成滴加液A；将链转移剂、还原剂、降低冰点添加剂、水、降温剂按照一定质量比例配制成滴加液B；将含端乙烯氧基结构的聚醚大单体、氧化剂、水按照一定质量加入反应装置中，搅拌一定时间制成打底液；将滴加液A、滴加液B在一定时间内，滴加到反应装置的打底液中，滴加结束后继续反应30～60min，得到聚羧酸减水剂成品。本发明所述减水剂的制备方法不需要改造现有合成设备和添加冷冻机组，通过添加降低冰点添加剂和降温剂的方法，通过滴加液不断的对聚合反应降温，达到在降低温度下进行减水剂聚合的效果。

技术领域

本发明涉及一种聚羧酸减水剂合成方法，具体为一种以聚醚大单体为原材料的聚羧酸减水剂的合成方法，属于混凝土外加剂应用领域。

背景技术

聚羧酸减水剂属于第三代高性能减水剂，由丙烯酸类单体和聚醚大单体通过水相自由基聚合合成。聚羧酸减水剂的分子结构为梳型，主链上接枝有羧酸吸附基团、侧链为具有一定分子量的聚醚链段，具有电子效应和空间位阻效应，表现为掺量低、减水率高、流动性保持能力好等性能优点。

常用于合成聚羧酸减水剂的聚醚大单体是烯丙基聚乙二醇醚(简称APEG)、2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚(简称HPEG)、3-甲基丁-3-烯基聚乙二醇醚(简称IPEG)等聚醚大单体，国内年使用量250万吨左右。随着国内混凝土砂石骨料等天然资源的匮乏，机制砂、低活性大宗工业固废超细粉等在混凝土行业的推广应用，对减水剂的减水、早强、和易性和抗泥等性能提出了更高的要求，开发新结构的聚醚大单体应用于聚羧酸减水剂的需求较为迫切。

刘冠杰等研究发现，含乙烯氧基结构的聚醚大单体的聚合活性高于HPEG和IPEG(刘冠杰等,乙烯醚类大单体EPEG合成聚羧酸减水剂条件与性能研究[J].混凝土,2021,(5),61-66)，中国专利CN 112708045 A报道了一种使用4-羟丁基乙烯基醚为起始剂制备的含端乙烯氧基结构的聚醚大单体VPEG与不饱和羧酸、烯丙基胺、丙烯酰胺等聚合合成一种低敏感超早强型聚羧酸减水剂，在减水剂分子结构中引入VPEG大单体和阳离子基团，提高减水剂的抗泥性能和低敏感适应性。中国专利CN 111777725 A报道了一种使用二乙二醇单乙烯基醚为起始剂制备的含端乙烯氧基结构的聚醚大单体EPEG与不饱和羧酸等聚合合成一种分散性能和保坍性能优异的聚羧酸减水剂。中国专利CN 112480330 A报道了一种乙二醇乙烯醚为起始剂制备的含端乙烯氧基结构的聚醚大单体EPEG与不饱和酸等聚合合成一种降粘型聚羧酸减水剂。

上述专利和文献报道的含端乙烯氧基结构的聚醚大单体与不饱和羧酸等单体，通过水相自由基聚合合成抗泥、低敏感、降粘、早强、减水、保坍等各种性能优势的聚羧酸减水剂。然而文献和专利报道的聚合反应一般在5～15℃左右的低温条件下开始反应，更进一步地，不饱和酸的滴加时间短，导致聚合反应过程中放热速率大，需要专门的降温手段控制聚合反应过程的温度。在工业化量产阶段面临聚合设备不能太大，需要配备专门的冷冻机组等技术门槛，限制了这类聚醚大单体在中小减水剂厂家的推广应用。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种技术先进、经济可行、便于工业化量产的含端乙烯氧基结构的聚醚大单体为原材料的聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种以聚醚大单体为原材料的聚羧酸减水剂的合成方法，包括以下步骤，

S1、滴加液制备：将不饱和羧酸、降低冰点添加剂、水、降温剂按照一定质量比例配制成滴加液A；将链转移剂、还原剂、降低冰点添加剂、水、降温剂按照一定质量比例配制成滴加液B；

S2、打底液制备：将含端乙烯氧基结构的聚醚大单体、氧化剂、水按照一定质量加入反应装置中，搅拌一定时间制成打底液；

S3、减水剂制备：将滴加液A、滴加液B在一定时间内，滴加到反应装置的打底液中，滴加结束后继续反应30～60min，得到聚羧酸减水剂成品。