[发明专利]一种粉末状早强型聚羧酸减水剂及其制备方法

权利要求书

1.一种粉末状早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，在聚合体系中引入刚性基团和高分子量聚醚链，并与钙-硅复合氧化物杂化制得的聚合物，通过喷雾干燥过程中引入纳米隔离剂，制得所述粉末状早强型聚羧酸减水剂；

所述减水剂由两步工艺合成，先合成早强型聚羧酸减水剂母液，然后加入纳米级隔离剂进行喷雾干燥后即得到粉末状早强型聚羧酸减水剂；所述早强型聚羧酸减水剂母液由水溶性有机组分和无机组分杂化而成；所述有机组分由含苯环聚醚大单体a、羧酸单体b，带磺酸基团的单体c、带酰胺结构单体d经水性自由基共聚而成；所述无机组分为钙-硅复合氧化物，由水溶性钙盐e和水溶性硅酸盐f反应制得；

所述单体a：单体b：单体c：单体d的摩尔比为：1：5～15:1～4：1～4；所述有机组分的重均分子量为30000-100000Da；

具体包括如下步骤：

(1)早强型聚羧酸母液的合成：反应开始前，加入水打底，将含苯环聚醚大单体a、羧酸单体b、带磺酸基团的单体c、带酰胺结构单体d和链转移剂与水配制成滴加溶液Ⅰ，将水溶性钙盐e与水配制成滴加溶液Ⅱ，水溶性硅酸盐f与水配制成滴加溶液Ⅲ，然后将引发剂与水配成混合滴加溶液Ⅳ，在温度为15～60℃下，溶液I、II、III、Ⅳ同时滴入反应容器中，滴加时间为2～10h，滴加时间内，所述溶液匀速或变速滴加，滴加完毕后，保温2～4h，中和降温出料，得到早强型聚羧酸母液供喷雾干燥用；

所述引发剂为自由基共聚引发体系，由单独氧化剂或氧化剂/还原剂组合组成，所述氧化剂质量为单体a、单体b、单体c和单体d总质量的0.5～4.0％，还原剂质量为单体a、单体b、单体c和单体d总质量的0.2～2.0％；所述链转移剂的质量为单体a、单体b、单体c和单体d总质量的0.5～4.0％；所述单体a、单体b、单体c及单体d的总质量占反应体系总质量的百分比为5-30％，水溶性钙盐e的质量占反应体系总质量的百分比为1-10％，水溶性硅酸盐f的质量占反应体系总质量的百分比为1-10％；其余为水；

所述聚合单体的总质量浓度为20～60％；

(2)喷雾干燥：将上述步骤(1)得到的早强型聚羧酸母液调整母液的质量浓度为15％-40％，采用压力式雾化器喷雾，并在喷雾过程中添加纳米级隔离剂，保证粉末成品中纳米级隔离剂的质量分数在2-15％，之后干燥成粉末聚羧酸减水剂，控制粉末的平均粒径在50-200um,其中进风温度控制在120-200℃，出风温度控制在85-110℃，通过引风机将物料引到出料口，采用袋装包装机包装出料，得到粉末状早强型聚羧酸减水剂；

步骤(1)中所述单体a用通式(1)表示：

或者

通式(1)中R₁为氢原子或甲基；X为1～4个碳原子的烷基；AO为氧化丙烯基单元，BO为氧化乙烯基单元，m和n分别为AO和BO的平均加成摩尔数，m为0-5的整数，n为130-220的整数，(AO)m和(BO)n都是均聚物结构；

所述单体c为带双键和磺酸根的单体，其结构式如式(3)所示：

其中，R₄为H或甲基，Y为-CH₂-、或-CONHC(CH₃)₂CH₂-，Q为H、碱金属离子、铵离子或有机胺基团；

所述单体d为带双键和酰胺基团的单体，其结构式如式(4)所示：

其中，R₇为H或甲基，R₅为H，CH₃，CH₂CH₃，CH₂OH，CH₂CH(CH₃)CH₃，CH₂CH₂CH₂NH₄⁺中的任意一种，R₆为H、CH₃或CH₂CH₃。