[发明专利]利用有机氧化还原体系制备固体聚羧酸减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种利用有机氧化还原体系制备固体聚羧酸减水剂的方法。

背景技术

传统聚羧酸减水剂的合成是在水溶液中通过自由基聚合而成，母液产品固含量在40％左右，这给长距离运输造成很大的成本问题，在干粉砂浆中使用前需将液体减水剂产品进行喷雾干燥后方可使用，但喷雾干燥工艺过程能耗高，高温过程中减水剂分子的有效成分降低，在实际应用中性能达不到液体聚羧酸减水剂的减水率。

现有技术中也有关于聚羧酸减水剂的报道：

专利CN106188422A报道了一种在有机溶剂体系合成固体聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：加入不饱和醇聚醚、甲苯；再加入巯基乙酸和偶氮二异丁氰，在机械搅拌条件下进行自由基共聚反应，反应结束后减压蒸发甲苯，经机械粉碎，即得目标产物。该专利中使用了大量苯、甲苯等成本高且有一定的毒性有机溶剂，后期还需要分离溶剂，工艺繁琐。另外，该专利中只使用了有机氧化剂没有搭配有机还原剂，反应周期长，反应温度高。

专利CN102372458A报道了一种固体聚羧酸减水剂，该减水剂是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。该专利中使用了大量有机溶剂成本高且有一定的毒性，后期还需要分离沉淀和低温干燥，工艺繁琐，能耗高。另外，该专利中只使用了有机氧化剂没有搭配有机还原剂，反应周期长。专利CN102372828A公开了一种合成固体聚羧酸减水剂的方法，其技术方案为：采用含有不饱和基团的单体在有机溶剂反应，在反应结束后加入碱性物质中和并经过离心分离处理制备聚羧酸减水剂，再将所制得的聚羧酸减水剂经过干燥处理得到固体聚羧酸减水剂。该专利中也使用了大量有机溶剂，有一定的毒性，后期还需要分离沉淀工艺繁琐，能耗高。

专利CN105418856A公开了一种常温宽温域合成聚羧酸减水剂的制备方法，步骤如下：1)将聚醚大单体和水混合得反应物溶液；2)测定反应物溶液的温度，根据反应物溶液的温度选取氧化剂和还原剂；3)往反应物溶液中投入氧化剂溶液，然后滴加共聚单体和还原剂，根据反应体系的温度，使用酸或碱保持反应体系的pH值为2-12，共聚单体的滴加时间0.5-1.5h，还原剂的滴加时间0.5-2h，滴加完后继续反应0.5-1h，即得到聚羧酸减水剂。该发明根据不同环境温度变化和反应过程中温升引起的产品质量波动，选取不同的氧化剂，根据不同温度调节体系pH值不同，分类情况繁琐。

发明内容

为解决现有技术中存在的大量使用有机溶剂、反应时间长、能耗高、制备工艺复杂等问题，本发明提供一种利用有机氧化还原体系制备固体聚羧酸减水剂的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种利用有机氧化还原体系制备固体聚羧酸减水剂的方法，包括以下步骤︰

步骤1：在一定温度下，向反应容器中加入一定量的异戊烯醇聚乙二醇醚和聚乙二醇，搅拌使其熔化；

步骤2：向步骤1的液体中依次加入有机氧化剂和链转移剂，搅拌均匀；

步骤3：向步骤2中液体滴加丙烯酸和有机还原剂的混合物，滴加完毕，恒温反应一段时间；

步骤4：加入氢氧化钠粉末调节产物的pH至5-7，趁热将产物倒出，冷却至室温，将产物研磨成粉末，即得固体聚羧酸减水剂。

进一步的，所述异戊烯醇聚乙二醇醚、聚乙二醇、有机氧化剂、链转移剂、丙烯酸、有机还原剂和氢氧化钠的质量比1：0.028-0.055：0.0084-0.0167：0.0028-0.0056：0.1-0.117：0.0028-0.0056：0.013-0.02。

进一步的，所述步骤1中，温度为50-70℃；

所述的异戊烯醇聚乙二醇醚大单体分子量为2400-3000；

所述步骤1中，聚乙二醇为分子量200、400、600和800中的一种或多种。

进一步的，所述步骤2中，有机氧化剂为过氧化苯甲酰；链转移剂为巯基乙酸和/或巯基丙酸。

进一步的，所述步骤3中，丙烯酸的纯度不小于98％；

有机还原剂为N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N，N-二甲基苯胺和N，N-二乙基苯胺中的一种或多种；

滴加丙烯酸和有机还原剂的混合物的时间为1.5-2小时；恒温反应时间为0.5-1小时。

进一步的，所述步骤4中，氢氧化钠粉末由氢氧化钠片碱制得，纯度为化学纯。

本发明提供了一种利用有机氧化还原体系制备固体聚羧酸减水剂的方法具有以下有益效果：

1)本发明制备工艺简单、反应温度低、反应时间短；