[发明专利]氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法

说明书

本发明公开了一种氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是：取原料大单体、小单体、链转移剂、还原剂、氧化剂、催化剂和水，将小单体与水混合配成A液,将还原剂、链转移剂与水混合配成B液，大单体为二乙二醇单乙烯基醚，催化剂为氧化镁、氧化铝或氧化铜；将大单体和水加入反应器中，温度控制到2～28℃，加入催化剂、氧化剂，滴加入A液和B液，滴加和2～28℃温度下保温反应的总时间为1～2h，制得聚羧酸减水剂。本发明制得的聚羧酸减水剂特别适合于混凝土配制，具有分散性强和保坍性能好、抗压强度高和耐久性能好等特点，实用性强。

技术领域

本发明属于减水剂的制备，涉及一种氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法。本发明制备的聚羧酸减水剂适用于混凝土配制。

背景技术

现代混凝土外加剂技术的发展，是现代混凝土技术发展的关键并具有决定性的作用。混凝土外加剂是现代混凝土中除水泥、砂、石、水、掺合料必不可少的一个重要组分，特别是第三代聚羧酸系高性能外加剂，占到混凝土外加剂使用量的80％左右，是降低水泥用量、提高工业废渣利用率、实现混凝土耐久性和高性能的重要技术途径之一。聚羧酸高效减水剂(简称PCE)已经广泛应用于高铁、跨海大桥、超高层建筑等多个领域。PCE发展非常迅速，这主要是因为醚类聚羧酸外加剂的掺量低、原料价廉易得、合成工艺简单、成本较低、减水率高达30～40％，可使水泥及胶凝材料的性能达到最佳状态，几乎不缓凝而又维持混凝土的坍落度(1h内低于1cm)。因此，开展聚羧酸减水剂的合成技术研究具有重要的实际意义。

目前，国内外聚羧酸减水剂的生产及应用已较广泛，现有技术中，聚羧酸减水剂的生产主要以5C聚醚(异戊烯醇聚氧乙烯醚)大单体、4C聚醚(异丁烯醇聚氧乙烯醚)大单体和各类小单体为主要原料，采取氧化还原引发体系制备聚羧酸减水剂。氧化还原引发体系是通过氧化还原反应产生自由基，从而引发单体聚合。它们在自由基聚合制备聚羧酸减水剂的过程中,聚醚大单体活性远低于小分子不饱和羧酸单体；为了保证端烯基聚氧乙烯醚与小分子单体的均匀共聚,只能延长小分子单体的滴加时间，因而聚羧酸减水剂的制备时间一般在3小时以上；使用加热方法合成聚羧酸减水剂，聚合反应温度通常为40～60℃，较高的温度增加了能耗，增加了生产成本，从而降低了产品的市场竞争力，掺加产品的分散性能、保坍性能等也有不足之处。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法。本发明采用6C聚醚大单体(即：二乙二醇单乙烯基醚)的金属氧化物非均相催化两元共聚合成方法，从而提供生产工艺简单、产物性能良好的氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法。

本发明的内容是：氧化镁、氧化铝或氧化铜催化合成聚羧酸减水剂的方法，其特征是步骤为：

a、配料：

取原料大单体、小单体、链转移剂、还原剂、氧化剂、催化剂和水，其中：小单体:大单体的摩尔比为2.2～5.2:1，链转移剂为单体总质量(小单体与大单体的质量之和即是单体总质量，后同)的0.1％～0.8％，还原剂为单体总质量的0.051％～0.25％，氧化剂为单体总质量的0.15％～2.6％，催化剂为单体总质量的0.009％～0.08％；

将小单体与水混合，搅拌均匀，配制成A液,待用；

将还原剂、链转移剂与水混合，搅拌均匀，配制成B液，待用；

所述大单体为二乙二醇单乙烯基醚(简称EPEG、6C聚醚大单体，产品生产提供企业有：四川鸿鹏新材料有限公司；辽宁奥克化学股份有限公司；百灵威科技有限公司；萨恩化学技术(上海)有限公司)；所述大单体分子量为1500～4000；

所述小单体为丙烯酸；

所述链转移剂为巯基乙酸、硫代乙醇酸、巯基丙酸中的一种或两种的混合物，优选巯基丙酸；

所述催化剂为氧化镁、氧化铝、氧化铜中的任一种；