采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法.pdf

《采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法.pdf（10页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010168090.0 (22)申请日 2020.03.11 (71)申请人 安徽森普新型材料发展有限公司 地址 237200 安徽省六安市霍山经济开发 区纬三西路 (72)发明人 吴祥梁华鹏朱成峰张家如 傅曹辉曹吉鑫李有桂桑婧 (74)专利代理机构 合肥市浩智运专利代理事务 所(普通合伙) 34124 代理人 叶濛濛 (51)Int.Cl. C08F 220/20(2006.01) C08F 216/14(2006.01) C08F 220/06(2006.01) C08。

2、F 228/02(2006.01) C04B 24/16(2006.01) C04B 103/30(2006.01) (54)发明名称 一种采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法 (57)摘要 本发明公开一种采用C6单体制备聚羧酸减 水剂的方法， 涉及混凝土外加剂技术领域， 本发 明包括以下步骤： (1)在反应釜中加入去离子水 和醚类C6单体， 搅拌； (2)A料配制； (3)B料配制； (4)向步骤(1)中的反应釜内同时滴加A料、 B料、 酯类C6单体和氧化剂； (5)向步骤(4)的反应釜内 滴加碱液， 调节pH值为7， 即得到目标产物。 本发 明的有益效果在于： 本发明以醚类C6单体和酯类 C。

3、6单体为原料反应制备的聚羧酸减水剂， 通过各 原料协同作用， 制得的减水剂不仅在减水性能方 面有了很大的提高， 而且在减水剂的阻泥、 防坍 塌、 适应性等方面也有很好的表现。 权利要求书1页 说明书8页 CN 111234095 A 2020.06.05 CN 111234095 A 1.一种采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 包括以下步骤： (1)在反应釜中加入去离子水和醚类C6单体， 搅拌； (2)A料配制： 将去离子水、 丙烯酸、 甲基丙烯磺酸钠、 链转移试剂混合搅拌， 制得A料； (3)B料配制： 将去离子水和还原剂混合搅拌， 制得B料； (4)向步骤(1)中的反应釜内。

4、同时滴加A料、 B料、 酯类C6单体和氧化剂， 控制反应釜内物 料的温度不超过40， A料和丙烯酸羟丙酯先滴加完， B料和氧化剂后滴加完成， 滴加完毕后 继续搅拌； 所述醚类C6单体与酯类C6单体的重量比为100:50120； (5)向步骤(4)的反应釜内滴加碱液， 调节pH值为7， 即得到目标产物。 2.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述所述 醚类C6单体为羟乙基-3-丁烯基醚、 羟丙基烯丙基醚中的一种或多种。 3.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述还原 剂为抗坏血酸钠、 次硫酸氢钠甲醛中的两种。 4.根据权。

5、利要求3所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述抗坏 血酸钠与次硫酸氢钠甲醛的质量比为1:0.5。 5.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述氧化 剂为过氧化氢。 6.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述醚类 C6单体、 丙烯酸、 甲基丙烯磺酸钠的重量比为100:1020:510。 7.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述醚类 C6单体与链转移试剂的重量比为100:0.30.5。 8.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 。

6、所述醚类 C6单体与还原剂的质量比为100:0.150.25。 9.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述醚类 C6单体与氧化剂的重量比100:0.61.0。 10.根据权利要求1所述的采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 其特征在于： 所述酯 类C6单体为丙烯酸羟丙酯。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111234095 A 2 一种采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法 技术领域 0001 本发明涉及混凝土外加剂技术领域， 具体涉及一种采用C6单体制备聚羧酸减水剂 的方法。 背景技术 0002 近年来， 随着经济的快速发展， 国家对建筑行业的巨大投入， 。

7、混凝土作为主要建筑 材料， 其需求量急剧增加， 轻质、 高强、 耐久、 经济实用的高性能混凝土已逐步取代常规混凝 土用于重大工程， 生产高性能混凝土的关键外加剂是混凝土减水剂。 混凝土减水剂是一种 在维持混凝土坍落度基本不变的条件下， 能减少拌合用水量的混凝土外加剂， 加入混凝土 拌合物后对水泥颗粒有分散作用， 能改善其工作性， 减少单位用水量， 改善混凝土拌合物的 流动性， 或减少单位水泥用量， 节约水泥。 0003 减水剂按其发展历程总体可分为三个阶段： (1)1935年出现的以木质素磺酸盐为 代表的第一代减水剂， 但其减水率低、 含气量大、 适应性差、 易缓凝等缺点， 目前主要用于复 配。

8、； (2)1962年出现的以萘系为代表的第二代减水剂， 该类减水剂具有减水率较好、 应用性 广、 种类多等优点， 但也存在低温结晶影响施工、 产品颜色重、 有气味， 特别是生产工艺不绿 色环保， 限制其发展； (3)上世纪80年代出现的以聚羧酸系为代表的第三代减水剂， 该种减 水剂具有高减水、 低塌落度损失、 低掺量、 适应性好， 特别是产品、 生产工艺及使用过程中绿 色环保等诸多优点， 同时也可以通过设计单体的结构来调整产品的性能， 但此种减水剂也 存在高温环境下保坍性不足、 温度敏感性强、 功能性产品少等不足， 同时价格也比较高。 0004 由于聚羧酸减水剂产品、 生产工艺及使用过程绿色环。

9、保、 符合当今社会经济发展 的要求， 在高性能聚羧酸减水剂问世至今一直受到国内外科研工作者的关注， 国外对聚羧 酸减水剂的研究较早， 始于上世纪80年代， 国内的研究已有近20年， 研究主要集中在以下5 个方面： (1)减水剂合成工艺及分子结构研究； (2)减水剂分子结构与性能关系研究； (3)减 水剂应用技术研究； (4)减水剂母液系列化及母液间的复配研究； (5)减水剂粉状化制备技 术研究。 0005 自聚羧酸系减水剂问世以来， 其得到了长足的发展。 首先是聚合单体的发展， 聚合 单体主要是不饱和醚和酯两大类， 醚类单体主要有从最早的甲氧基聚乙二醇单甲醚(MPEG) 到烯丙基聚氧乙烯醚(A。

10、PEG)， 发展到现在的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(VPEG)、 异丁烯醇聚氧 乙烯醚(HPEG)、 异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)等， 再到现在的硅烷类聚羧酸系减水剂； 酯类单 体主要有丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯类。 通过使用不同的单体为合成原料， 制备不同种类的聚 羧酸减水剂， 使得聚羧酸系减水剂减水率、 吸附效率以及各方面的性能都得到了很大的提 高。 其次是制备方法的改进， 聚羧酸系减水剂的制备方法主要有本体聚合法和溶液自由基 聚合方法， 这两种方法一般需要在较高的温度下进行。 0006 近年来出现了常温下合成法， 此方法的出现大大降低了能耗， 降低了生产成本； 同 时也有研究者通过调整合成工艺。

11、来优化聚羧酸系减水剂分子中的结构排列， 从而生产出效 果更好、 结构多元的聚羧酸系减水剂。 说明书 1/8 页 3 CN 111234095 A 3 0007 以C6单体(二乙二醇单乙烯基醚、 1-羟基丁基乙烯基醚、 羟丙基烯丙基醚、 4-巯基 丁基乙烯基醚)为主要原料合成聚羧酸减水剂的研究鲜有报道， 中国专利CN109593156A公 开了一种采用六碳单体合成综合性减水剂的工艺， 该发明以二乙二醇单乙烯基醚为原料， 在低温(夏季10-20， 冬季25-30)下合成聚羧酸减水剂， 该发明所述得到的产品适应性 广泛， 可适应各种胶凝材料， 兼具减水与保坍功能， 能够改善混凝土施工性能， 可节约减。

12、水 剂复配成本。 但是现有技术中制备减水剂需要在低温下反应， 严格控制反应温度。 发明内容 0008 本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种无需严格控制反应温度， 采用C6单 体制备聚羧酸减水剂的方法。 0009 本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的： 0010 一种采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 包括以下步骤： 0011 (1)在反应釜中加入去离子水和醚类C6单体， 搅拌； 0012 (2)A料配制： 将去离子水、 丙烯酸、 甲基丙烯磺酸钠、 链转移试剂混合搅拌， 制得A 料； 0013 (3)B料配制： 将去离子水和还原剂混合搅拌， 制得B料； 0014 (4)向步骤(1)。

13、中的反应釜内同时滴加A料、 B料、 酯类C6单体和氧化剂， 控制反应釜 内物料的温度不超过40， A料和丙烯酸羟丙酯先滴加完， B料和氧化剂后滴加完成， 滴加完 毕后继续搅拌； 所述醚类C6单体与酯类C6单体的重量比为100:50120； 0015 (5)向步骤(4)的反应釜内滴加碱液， 调节pH值为7， 即得到目标产物。 0016 有益效果： 本发明以醚类C6单体和酯类C6单体为原料反应制备的聚羧酸减水剂， 通过各原料协同作用， 制得的减水剂不仅在减水性能方面有了很大的提高， 而且在减水剂 的阻泥、 防坍塌、 适应性等方面也有很好的表现。 0017 二乙二醇单乙烯基醚作为单体聚合反应时需要严。

14、格控制温度， 要低温下反应， 原 因是乙烯基醚在高温下易断键， 而本发明所用的单体羟乙基3-丁烯基醚或羟丙基烯丙基醚 对温度要求不严格， 可以在常温下进行反应。 0018 当醚类C6单体与酯类C6单体的重量比为100:50120不在此范围内时， 与现有技 术相比， 无法提高减水率。 0019 本发明制备过程中加入甲基丙烯磺酸钠， 参与共聚反应生成了含有磺酸基的减水 剂， 由于含有磺酸基， 可以增强减水剂的适应性和保坍性。 0020 本发明的制备方法操作简单、 反应条件温和， 无 “三废” 产生等特点， 适合工业化生 产。 0021 优选地， 所述醚类C6单体为羟乙基-3-丁烯基醚、 羟丙基烯丙。

15、基醚中的一种或多 种。 0022 优选地， 所述链转移试剂为2-巯基乙醇、 2-巯基乙酸、 3-巯基-1-丙醇或3-巯基丙 酸一种或几种。 0023 优选地， 所述还原剂为抗坏血酸钠、 次硫酸氢钠甲醛中的两种。 0024 优选地， 所述抗坏血酸钠与次硫酸氢钠甲醛的质量比为1:0.5。 0025 有益效果： 当抗坏血酸钠与次硫酸氢钠甲醛的质量比为1:0.5时， 减水剂的性能最 说明书 2/8 页 4 CN 111234095 A 4 佳。 0026 优选地， 所述氧化剂为过氧化氢。 0027 优选地， 所述醚类C6单体与酯类C6单体的重量比为100:80。 0028 优选地， 所述醚类C6单体、。

16、 丙烯酸、 甲基丙烯磺酸钠的重量比为100:1020:5 10。 0029 优选地， 所述醚类C6单体、 丙烯酸、 甲基丙烯磺酸钠的重量比为100:15:8。 0030 优选地， 所述醚类C6单体、 酯类C6单体质量之和与链转移试剂的重量比为100:0.3 0.5。 0031 优选地， 所述醚类C6单体、 酯类C6单体质量之和与链转移试剂的重量比为100: 0.4。 0032 优选地， 所述醚类C6单体、 酯类C6单体质量之和与还原剂的质量比为100:0.15 0.25。 0033 优选地， 所述醚类C6单体、 酯类C6单体质量之和与还原剂的质量比为100:0.2。 0034 优选地， 所述醚。

17、类C6单体、 酯类C6单体质量之和与氧化剂的重量比100:0.61.0。 0035 优选地， 所述醚类C6单体、 酯类C6单体质量之和与氧化剂的重量比100:0.8。 0036 优选地， 所述酯类C6单体为丙烯酸羟丙酯。 0037 优选地， 所述碱液为40.0的氢氧化钠水溶液。 0038 本发明的优点在于： 0039 (1)本发明以醚类C6单体和酯类C6单体为原料反应制备的聚羧酸减水剂， 制得的 减水剂不仅在减水性能方面有了很大的提高， 而且在减水剂的阻泥、 防坍塌、 适应性等方面 也有很好的表现。 0040 (2)本发明的制备方法操作简单、 反应条件温和， 无 “三废” 产生等特点， 适合工。

18、业 化生产。 0041 (3)当醚类C6单体与酯类C6单体的重量比为100:50120不在此范围内时， 与现有 技术相比， 无法提高减水率。 具体实施方式 0042 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部 分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0043 下述实施例中所用的试验材料和试剂等， 如无特殊说明， 均可从商业途径获得。 0044 实施例中未注明具。

19、体技术或条件者， 均可以按照本领域内的文献所描述的技术或 条件或者按照产品说明书进行。 0045 实施例1 0046 采用C6单体制备聚羧酸减水剂的方法， 包括以下步骤： 0047 (1)在反应釜中加入200.0kg的去离子水和150.0kg羟乙基-3-丁烯基醚， 室温下搅 拌； 0048 (2)A料配制： 将120.0kg去离子水、 27.0kg丙烯酸、 15.0kg甲基丙烯磺酸钠、 1.2kg 说明书 3/8 页 5 CN 111234095 A 5 2-巯基乙酸加入反应釜中， 混合搅拌， 制得A料； 0049 (3)B料配制： 将120.0kg去离子水、 0.6kg还原剂加入反应釜中， 。

20、混合搅拌， 制得B 料； 其中0.6kg还原剂为0.4kg抗坏血酸钠和0.2kg吊白块(次硫酸氢钠甲醛)； 0050 (4)向步骤(1)的反应釜内同时滴加A料、 B料、 150.0kg丙烯酸羟丙酯和2.4kg双氧 水， 控制滴加速度使反应温度不要超过40， A料和丙烯酸羟丙酯60min滴加完成， B料和双 氧水80min滴加完成后继续搅拌反应90min； 0051 (5)向步骤(4)的反应釜内滴加质量分数40.0的氢氧化钠水溶液， 调节pH值为7， 即得到目标产物。 0052 实施例2 0053 本实施例与实施例1的区别之处在于： 将实施例1步骤(1)中羟乙基3-丁烯基醚换 为羟丙基烯丙基醚，。

21、 其他条件相同。 0054 实施例3 0055 本实施例与实施例1的区别之处在于： 羟乙基-3-丁烯基醚为200.0kg、 丙烯酸羟丙 酯为100.0kg， 其他条件相同。 0056 实施例4 0057 本对比例与实施例1的区别之处在于： 羟乙基-3-丁烯基醚为140.0kg、 丙烯酸羟丙 酯为168.0kg， 其他条件相同。 0058 对比例1 0059 本对比例与实施例1的区别之处在于： 0.6kg还原剂为0.42kg抗坏血酸钠、 0.18kg 吊白块， 其他条件相同。 0060 对比例2 0061 本对比例与实施例1的区别之处在于： 0.6kg还原剂为0.38kg抗坏血酸钠、 0.22k。

22、g 吊白块， 其他条件相同。 0062 对比例3 0063 本对比例与实施例1的区别之处在于： 羟乙基-3-丁烯基醚为210.0kg、 丙烯酸羟丙 酯为90.0kg， 其他条件相同。 0064 对比例4 0065 本对比例与实施例1的区别之处在于： 羟乙基3-丁烯基醚为135.0kg、 丙烯酸羟丙 酯为165.0kg， 其他条件相同。 0066 实施例5 0067 本发明制得的减水剂具有如下结构通式： 说明书 4/8 页 6 CN 111234095 A 6 0068 0069 其中a20100、 b10100、 c2540、 d1020。 0070 此分子结构式含有醚类和酯类C6单元， 且末。

23、端含有羟基(OH)， 同时还含有羧酸钠 (-COONa)和磺酸钠(-SO3Na)两种基团， 这些基团的存在对减水剂的适应性、 减水性及保坍 性都有很好的效果。 0071 实施例6 0072 对实施例1-实施例4、 对比例1-对比例4中制得的减水剂进行净浆流动度测试 0073 净浆流动度测试参照国家标准GB8077-2000 混凝土外加剂匀质性试验方法 进 行： 采用水灰比W/C为0.29， 减水剂折固掺量为水泥用量的0.15， 水泥采用基准水泥， 净浆 流动度检测配方如下： 水泥300.0g、 水87.0g、 外加剂折固掺量0.45g。 0074 胶砂减水率检测配方如下： 水泥450.0g、 。

24、标准砂1250.0g、 减水剂折固掺量为水泥 用量的0.25。 0075 测定结果如表1所示。 0076 表1为本发明制得的减水剂与市售减水剂性能对比表 0077 0078 表1中空白表示未添加减水剂。 说明书 5/8 页 7 CN 111234095 A 7 0079 从表1可以看出， 本实施例制得的样品的净浆流动度及经时损失， 与空白和市售聚 羧酸减水剂相比， 添加本发明实施例1-4中制得的减水剂制得的样品净浆流动度有明显变 化， 胶砂减水率检测结果说明本发明制得的C6高效聚羧酸减水剂具有较好的减水率， 对比 传统聚羧酸减水剂可节约20.030.0左右的使用掺量。 0080 而对比例3、 。

25、对比例4制得的减水剂的效果与市售产品没有区别， 从实施例1、 对比 例1和对比例2可以看出， 当抗坏血酸钠与吊白块的质量比为1:0.5时， 减水剂的性能最佳。 0081 实施例7 0082 对实施例1-实施例4中制得的减水剂进行净浆流动度测试， 检验减水剂的适应性 0083 净浆流动度测试参照国家标准GB8077-2000 混凝土外加剂匀质性试验方法 进 行： 采用水灰比W/C为0.29， 减水剂折固掺量为水泥用量的0.15， 水泥采用基准水泥， 净浆 流动度检测配方如下： 水泥300.0g、 水87.0g、 外加剂折固掺量0.45g。 0084 胶砂减水率检测配方如下： 水泥450.0g、 。

26、标准砂1250.0g、 减水剂折固掺量为水泥 用量的0.25。 0085 测定结果如表2所示。 0086 表1为本发明制得的减水剂与市售减水剂的适应性对比表 0087 说明书 6/8 页 8 CN 111234095 A 8 0088 说明书 7/8 页 9 CN 111234095 A 9 0089 0090 从表2可以看出， 从表1可以看出， 本实施例制得的样品的净浆流动度及经时损失， 与空白和市售聚羧酸减水剂相比， 添加本发明实施例1-4中制得的减水剂制得的样品净浆 流动度、 胶砂减水率检测结果说明本发明制得的减水剂具有较好的适应性能。 0091 上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前述实施例对 本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例 所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替 换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 说明书 8/8 页 10 CN 111234095 A 10 。