一种c4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法
阅读说明：本技术 一种c4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法 (C4-6Method for synthesizing polycarboxylic acid high-performance water reducing agent by mixing macromonomers ) 是由 徐大勇 曾锦涛 于 2021-03-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种C-(4-6)大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法,包括如下步骤：1)基础原料的制备：在反应容器一中加入大单体,水,还原剂和过氧化物,搅拌；2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体和水,再加入小单体,搅拌均匀；3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂,还原剂和水,搅拌均匀；4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内,向反应容器一内滴加A料和B料,A料滴加时间为140-160min,B料滴加时间为180-190min,反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕,保温60-70min,加入碱液,搅拌10-15min,得到混凝土高性能减水剂。(The invention provides a compound C 4‑6 The method for synthesizing the polycarboxylic acid high-performance water reducing agent by mixing the macromonomers comprises the following steps: 1) preparing a basic raw material: adding a macromonomer, water, a reducing agent and peroxide into a reaction container I, and stirring; 2) preparation of material A: adding a six-carbon macromonomer and water into the reaction container II, adding a small monomer, and uniformly stirring; 3) preparation of material B: adding a chain transfer agent, a reducing agent and water into the reaction container III, and uniformly stirring;4) polymerization reaction: controlling the temperature in the first reaction container within the range of 8-30 ℃, dropwise adding the material A and the material B into the first reaction container, wherein the dropwise adding time of the material A is 140-190 min, the dropwise adding time of the material B is 180-190min, and the reaction temperature is controlled at 22-58 ℃; and after the material B is dripped, preserving the heat for 60-70min, adding alkali liquor, and stirring for 10-15min to obtain the concrete high-performance water reducing agent.)
技术领域
本发明涉及减水剂生产技术领域，具体地，涉及一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法。
背景技术
聚羧酸减水剂是一种新型环保的减水剂，其制备工艺是先采用不饱和单体，如烯丙醇、甲基烯丙醇和异戊烯醇等为起始剂，在碱性条件下催化，制备具有聚合物活性的聚氧化乙烯基不饱和羧酸酯，也即聚醚大单体，再利用制备好的大单体发生聚合反应制备聚羧酸减水剂。聚醚大单体占聚羧酸减水剂干剂质量的80％以上，可见，聚醚大单体是聚羧酸减水剂至关重要的基本原料。
目前常见的聚醚大单体有APEG(烯丙基聚氧乙烯醚)、HPEG(甲基烯丙醇聚氧乙烯醚)、IPEG(异戊烯基聚氧乙烯醚)、EPEG(乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚)和VPEG(4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚)五类。其中，VPEG就是C6单体。
研究表明自由基聚合反应是自由基(富电子基团)发生亲核加成反应，双键电子云密度越低，双键反应活性越高。然而，双键活性受空间位阻和所连基团电子效应影响，其中甲基为供电子基团，-O-和酯基为吸电子基团。基于此上述聚醚大单体反应活性由高到低应该是EPEG＞VPEG＞APEG＞HPEG＞IPEG，反应活性高意味着反应条件不苛刻(可低温聚合)，也意味着不好控制。例如：VPEG的聚合反应温度一般为10-35℃，实验表明：相同原料配比下，反应温度不同，其反应分散性能的流动度指标有明显的变化。如下表1所示为同一原料配比，不同反应温度下，VPEG聚合反应所得，聚羧酸减水剂的流动度。
表1同一原料配比，不同反应温度下，VPEG聚合反应产物的流动度
试验号
滴加开始温度
最高温度
流动度
1
8
25
220
2
10
25
220
3
15
30
210
4
20
35
185
5
25
38
160
6
30
35
160
聚羧酸减水剂生产过程中，在为了保证聚羧酸减水剂的分散性能，通常采用冷冻水进行冷却控制温度，这会增加生产过程的能耗，特别是夏季，其能耗极大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，采用六碳大单体与四碳和/或五碳单体制造聚羧酸高性能减水剂，该方法在常温条件下即可进行，生产的聚羧酸高性能减水剂流动度好、减水率高、塌落度损低。
本发明的技术方案如下：一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，包括如下步骤：
1)基础原料的制备：在反应容器一中加入大单体TPEG或HPEG和水(去离子水或自来水)，搅拌；加入还原剂和过氧化物，搅拌10-15分钟；
2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体(VPEG\EPEG\GPEG)和水，搅拌至透明，再加入小单体，搅拌均匀，待用；
3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂，还原剂和水，搅拌均匀，待用；
4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内，向反应容器一内滴加A料和B料，A料滴加时间为140-160min，B料滴加时间为180-190min，反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕，保温60-70min，加入碱液，搅拌10-15min，得到混凝土高性能减水剂。
所述基础原料中，各组分的质量百分含量为：大单体52.55％-59.31％,水39.54％-46.72％还原剂0.79％-1.33％，过氧化物0.36％-1.72％；
所述A料中，各组分的质量百分含量为：六碳大单体18.02％-51.28％,水40.94％-63.06％,小单体7.70％-18.92％；
所述B料中，各组分的质量百分含量为：链转移剂0.1％-1.04％，还原剂0.5-1.46％,水97.66％-9.4％。
合成的所述聚羧酸高性能减水剂的各原料用量的质量百分比为：所述基础原料：39.5％-60.43％；所述A料19.58％-44.15％；所述B料13.03％-19.82％；所述碱液1.13％-2.39％。
所述还原剂为L-抗坏血酸，甲醛合次亚硫酸氢钠，焦亚硫酸钠中的一种或数种组合。
所述过氧化物为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或数种组合。
所述小单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸的一种或多数种组合。
所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙胺中的一种或数种组合。
本发明的有益效果为：本发明所述制备的聚羧酸高性能减水剂，在常温条件下即可进行反应，生产的聚羧酸高性能减水剂流动度好、减水率高、塌落度损低，抗压强度合格，其含量高。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，包括如下步骤：
1)在反应容器一中加入大单体HPEG-3000 150g和水100g，搅拌；加入L-抗坏血酸2g和过硫酸铵0.9g，搅拌10-15分钟；
2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体VPEG-3000 50g和水100g，搅拌至透明，再加入丙烯酸22g，搅拌均匀，待用；
3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂巯基丙醇0.17g，还原剂L-抗坏血酸0.3g和水65g，搅拌均匀，待用；
4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内，向反应容器一内滴加A料和B料，A料滴加时间为140-160min，B料滴加时间为180-190min，反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕，保温60-70min，加入质量浓度32％的NaOH，搅拌10-15min，得到混凝土高性能减水剂。
实施例二一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，包括如下步骤：
1)在反应容器一中加入大单体HPEG-2400 100g和水70g，搅拌；加入L-抗坏血酸1.5g和双氧水3g，搅拌10-15分钟；
2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体VPEG-3000 100g和水80g，搅拌至透明，再加入甲基丙烯酸15g，搅拌均匀，待用；
3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂巯基乙酸0.17g，还原剂L-抗坏血酸0.5g和水66g，搅拌均匀，待用；
4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内，向反应容器一内滴加A料和B料，A料滴加时间为140-160min，B料滴加时间为180-190min，反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕，保温60-70min，加入质量浓度32％的NaOH，搅拌10-15min，得到混凝土高性能减水剂。
实施例三一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，包括如下步骤：
1)在反应容器一中加入大单体TPEG-3000 120g和水70g，搅拌；加入甲醛合次亚硫酸氢钠3g和过硫酸钠2g，搅拌10-15分钟；
2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体VPEG-3000 80g和水70g，搅拌至透明，再加入甲基丙烯酸21g，搅拌均匀，待用；
3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂巯基乙胺0.1g，还原剂甲醛合次亚硫酸氢钠0.5g和水100g，搅拌均匀，待用；
4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内，向反应容器一内滴加A料和B料，A料滴加时间为140-160min，B料滴加时间为180-190min，反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕，保温60-70min，加入质量浓度32％的NaOH，搅拌10-15min，得到混凝土高性能减水剂。
实施例四一种C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的方法，包括如下步骤：
1)在反应容器一中加入大单体TPEG-2400 180g和水160g，搅拌；加入焦亚硫酸钠0.5g和过硫酸钾2g，搅拌10-15分钟；
2)A料的制备：在反应容器二加入六碳大单体VPEG-3000 20g和水70g，搅拌至透明，再加入甲基丙烯酸21g，搅拌均匀，待用；
3)B料的制备：在反应容器三加入链转移剂巯基丙酸0.9g，还原剂甲醛合次亚硫酸氢钠1.5g和水100g，搅拌均匀，待用；
4)聚合反应：将反应容器一内温度控制在8-30℃范围内，向反应容器一内滴加A料和B料，A料滴加时间为140-160min，B料滴加时间为180-190min，反应温度控制在22-58℃；B料滴加完毕，保温60-70min，加入质量浓度32％的NaOH，搅拌10-15min，得到混凝土高性能减水剂。
为了检测验证本申请用C4-6大单体混合合成聚羧酸高性能减水剂的性能，按GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性检测方法》和GB8076-2008《混凝土外加剂》对其性能进行检测。检测结果如下表1所示，其中，流动度检测：W/C＝0.29；折固掺量：0.1％；混凝土性能检测：折固掺量0.18％。
表1实施例1所制备的聚羧酸高性能减水剂的性能检测结果
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
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