本發(fā)明屬于建筑外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋型聚羧酸減水劑的制備方法。
背景技術(shù)：
聚羧酸減水劑因具有高減水率、低坍落度損失、與水泥相容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)而成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上所售的聚羧酸減水劑主要為聚醚減水劑和聚酯減水劑。而與聚酯類(lèi)減水劑相比，聚醚類(lèi)減水劑的合成工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)工藝環(huán)保、聚合濃度高、生產(chǎn)成本低而得到人們的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上聚醚大單體的價(jià)格呈線性增長(zhǎng)，這給整個(gè)混凝土行業(yè)，尤其是混凝土外加劑行業(yè)造成了巨大的影響，限制了聚羧酸減水劑的進(jìn)一步應(yīng)用。
另一方面，為了滿足商品混凝土在高溫、長(zhǎng)距離運(yùn)輸過(guò)程中分散保持性能良好的需求，緩釋型聚羧酸減水劑應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的這種減水劑主要靠TPEG型聚醚與丙烯酸酯或馬來(lái)酸酐通過(guò)三元或四元共聚合成，然后酯基在混凝土堿性環(huán)境條件下水解釋放出羧基來(lái)進(jìn)一步提高聚羧酸減水劑的分散保持性能。這不但增加了減水劑的合成成本，也增加了合成工藝的難度。而且從混凝土效果上看，摻這種含酯類(lèi)或酸酐減水劑的混凝土損失后混凝土較粘，流動(dòng)性不好。這對(duì)于長(zhǎng)距離泵送運(yùn)輸極為不利。而且，冬季溫度較低時(shí)，此類(lèi)減水劑容易造成混凝土經(jīng)時(shí)流動(dòng)度放大而引起堵泵，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)不必要的麻煩。因此，開(kāi)發(fā)一款成本相對(duì)廉價(jià)，保坍效果好且釋放速度慢的聚羧酸高性能減水劑具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種緩釋型聚羧酸減水劑的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種緩釋型聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)將5～16重量份不飽和酸和10～30重量份水混合配制成第一溶液；
(2)將0.5～1重量份氧化劑和10～30重量份水混合配制成pH為7～9的第二溶液；
(3)將200重量份不飽和聚氧乙烯基醚、1～10重量份不飽和酸、2～5重量份鏈轉(zhuǎn)移劑和50～100重量份水加入反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)溫度至30～60℃，攪拌溶解，并使pH為3～6；
(4)向步驟(3)所得的物料中同時(shí)滴加第一溶液和第二溶液，在3～5h內(nèi)滴完，同時(shí)第二溶液比第一溶液晚10～30min滴完；
(5)步驟(4)所得物料于30～60℃保溫反應(yīng)1～2h后，加入1～5重量份氫氧化鈉進(jìn)行中和，即得所述緩釋型聚羧酸減水劑；
上述不飽和酸為丙烯酸和/或甲基丙烯酸，上述不飽和聚氧乙烯基醚由HPEG和TPEG以1∶1的重量比組成，且HPEG和TPEG的平均分子量均為1200～4800。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述氧化劑為雙氧水、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸銨。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸、巰基丙酸、甲基丙基磺酸鈉和次磷酸鈉中的一種或兩種的混合。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一溶液得滴加速度先快后慢，所述第二溶液得滴加速度先慢后快，使得第一溶液和第二溶液在3～5h內(nèi)滴完，同時(shí)第二溶液比第一溶液晚10～30min滴完。
本發(fā)明的有益效果：
1、本發(fā)明的制備方法的初始反應(yīng)釜內(nèi)溶液呈酸性，pH在3～6之間，主要通過(guò)不飽和酸進(jìn)行調(diào)節(jié)，氧化劑溶液的pH值調(diào)整為7～9之間，大大提高了初始滴加氧化劑的反應(yīng)活性，降低副反應(yīng)的發(fā)生，提高了產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。
2、本發(fā)明的制備方法，生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)所用的不飽和聚氧乙烯醚為甲基烯丙基聚氧乙烯基醚(HPEG)與異戊烯基聚氧乙烯基醚(TPEG)的混合物，單噸成本約降低300元，極大的降低了生產(chǎn)成本。
3、本發(fā)明的制備方法，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，反應(yīng)中使用氧化劑在加熱條件下直接催化單體進(jìn)行聚合，未使用還原劑，降低生產(chǎn)成本的同時(shí)也使得合成工藝大大簡(jiǎn)化。
4、本發(fā)明的制備方法的反應(yīng)中無(wú)需使用馬來(lái)酸酐或丙烯酸酯類(lèi)參與反應(yīng)，其制備的產(chǎn)品與市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品相比減水率高，釋放速度慢，保坍性更好，和易性更佳，普適性更好，尤其在砂石材料較差，含泥量較大的地區(qū)更能突出其優(yōu)勢(shì)，在增加強(qiáng)度的同時(shí)還能很好地解決施工問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明和描述。
實(shí)施例1
以重量份計(jì)，將16份丙烯酸和30份水配置成第一溶液；將1份過(guò)硫酸鈉和30份水配置成第二溶液；將200份不飽和聚氧乙烯基醚(TPEG∶HPEG＝1∶1)、2份丙烯酸、3份次磷酸鈉、100份水加入反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)溫度至60℃，攪拌使其溶解；同時(shí)滴加第一溶液和第二溶液，第一溶液滴加時(shí)間為3h，第二溶液滴加時(shí)間為3.5h，第一溶液得滴加速度先快后慢，所述第二溶液得滴加速度先慢后快；滴加結(jié)束后，60℃保溫1h；最后加入2份次磷酸鈉，5min后，再加入4份氫氧化鈉固體進(jìn)行中和，即得所述緩釋型聚羧酸減水劑。
實(shí)施例2
以重量份計(jì)，將8份丙烯酸、4份甲基丙烯酸和20份水配置成第一溶液；將0.5份雙氧水和30份水配置成第二溶液；將200份不飽和聚氧乙烯基醚(TPEG∶HPEG＝1∶1)、2份丙烯酸、5份甲基丙基磺酸鈉、100份水加入反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)溫度至45℃，攪拌使其溶解；同時(shí)滴加第一溶液和第二溶液，第一溶液滴加時(shí)間為3h，第二溶液滴加時(shí)間為3.5h，第一溶液得滴加速度先快后慢，所述第二溶液得滴加速度先慢后快；滴加結(jié)束后，45℃保溫1h；最后加入4份氫氧化鈉固體進(jìn)行中和，即得所述緩釋型聚羧酸減水劑。
實(shí)施例3
以重量份計(jì)，將15甲基丙烯酸和30份水配置成第一溶液；將1份過(guò)硫酸銨和30份水配置成第二溶液；將200份不飽和聚氧乙烯基醚(TPEG∶HPEG＝1∶1)、1份甲基丙烯酸、2份巰基乙酸、2份巰基丙酸、100份水加入反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)溫度至30℃，攪拌使其溶解；同時(shí)滴加第一溶液和第二溶液，滴加時(shí)間均為3h；滴加結(jié)束后，30℃保溫1h；最后加入5份氫氧化鈉固體進(jìn)行中和，即得所述緩釋型聚羧酸減水劑。
將實(shí)施例1-3合成得到的樣品以及比較例1(市售醚類(lèi)聚羧酸減水劑)和比較例2(市售醚類(lèi)保坍劑)，采用標(biāo)準(zhǔn)水泥，摻量按水泥質(zhì)量0.2％，根據(jù)GB 8076-2008《混凝土外加劑》，測(cè)其混凝土減水率，固體摻量0.25％測(cè)試混凝土坍落度及經(jīng)時(shí)坍落度損失。
本實(shí)驗(yàn)水泥為紅獅水泥PO.42.5，細(xì)度模數(shù)2.7～3.1機(jī)制砂；5～20mm連續(xù)級(jí)配碎石。攪拌時(shí)間240秒。配合比為：水泥360kg/m3，青砂820kg/m3，黃砂280kg/m3，石子790kg/m3，水170。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，本發(fā)明的技術(shù)方案在下述范圍內(nèi)變化時(shí)，仍然能夠得到與上述實(shí)施例相同或相近的技術(shù)方案，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍：
一種緩釋型聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟：
(1)將5～16重量份不飽和酸和10～30重量份水混合配制成第一溶液；
(2)將0.5～1重量份氧化劑和10～30重量份水混合配制成pH為7～9的第二溶液；
(3)將200重量份不飽和聚氧乙烯基醚、1～10重量份不飽和酸、2～5重量份鏈轉(zhuǎn)移劑和50～100重量份水加入反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)溫度至30～60℃，攪拌溶解，并使pH為3～6；
(4)向步驟(3)所得的物料中同時(shí)滴加第一溶液和第二溶液，在3～5h內(nèi)滴完，同時(shí)第二溶液比第一溶液晚10～30min滴完；
(5)步驟(4)所得物料于30～60℃保溫反應(yīng)1～2h后，加入1～5重量份氫氧化鈉進(jìn)行中和，即得所述緩釋型聚羧酸減水劑；
上述不飽和酸為丙烯酸和/或甲基丙烯酸，上述不飽和聚氧乙烯基醚由HPEG和TPEG以1∶1的重量比組成，且HPEG和TPEG的平均分子量均為1200～4800。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專(zhuān)利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。