聚羧酸外加劑常溫合成設備,母料合成設備
材質:進口聚乙烯 容積:5000L
10噸合成設備直徑1880*高2900 (罐體重170KG均厚12mm)
配攪拌機2BLD14-23-7.5KW錐底座電機支架補強套
聚羧酸常溫合成設備(四大組成系統)
1,反應攪拌系統.
2,小料加投系統.
3,計量稱重系統.
4,電控安全系統.
聚羧酸常溫合成設備(五大優勢)
1,操作簡易,合成時間僅需2小時,方便,高效.
2,無需加熱,節省成本,減少環境污染.節能,環保.
3,設備簡單緊湊占地麵積小,方便安裝,低成本高回報.
4,設備成本低,不到傳統合成的一成.
5,母液產品性能穩定,適用環境廣泛,配方簡易.
高效率等一系列優勢，符合經濟和社會發展趨勢。以此為出發點，中建材中巖科技有限公司以節能減排為設計理念，確立瞭常溫合成工藝的研究思路，並實現瞭工藝突破並在中巖各分子公司得到產業化推廣應用。
筆者結合近年從事中巖聚羧酸減水劑常溫合成工藝的研發和產業化工作的實際體會，就常溫合成聚羧酸減水劑新工藝及其特點、意義和發展談幾點看法。
聚羧酸減水劑的常溫合成工藝
聚羧酸系高性能減水劑是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之後發展起來的第三代高性能減水劑，是目前世界前沿，科技含量高、應用前景好、綜合性能優的一種高性能減水劑。工程施工及應用中對混凝土建築物的耐久性和強度要求越來越高，這要求開發出具有更高性能的聚羧酸減水劑。近年來，隨著國傢對節能減排的愈加重視及低碳經濟理念的迅速推廣，科技工作者在力爭提高混凝土減水劑性能的同時也關註如何減少其對能源的消耗。由此，聚羧酸減水劑的常溫合成工藝應運而生，並得到迅速發展。
聚羧酸減水劑常溫合成工藝是通過聚合過程中引發劑體系的改變來實現的，即在過氧類引發劑中加入還原劑使之形成氧化還原引發體系，從而使產生的自由基可降低分解活化，有利於聚合反應在較低的溫度下進行，有利於節約能源，同時可改善聚合物性能。目前，中巖科技公司采用常溫工藝量產的聚羧酸減水劑性能已達到傳統工藝製備的聚羧酸減水劑性能要求，隨著常溫合成聚羧酸工藝的逐漸成熟，常溫工藝製備的聚羧酸減水劑性能將進一步提升。
聚羧酸減水劑常溫合成工藝的顯著特征
聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高等特點而被廣泛應用，其合成工藝也很成熟，各種新技術層出不窮，但絕大部分都是在較高的溫度下合成且長時間保溫，耗費能量較大，生產設備復雜。中巖科技公司研發團隊通過選擇合適的引發體系，自主研發瞭常溫條件下聚羧酸高性能減水劑的合成工藝，該工藝無需加熱，可采用一次性投料方式，節約瞭能源，降低瞭能耗，使生產工藝和生產設備得以簡化，提高瞭生產效率，降低瞭企業投資和運營成本，並且生產過程清潔、環保、無污染。
1.節約能源降低能耗
目前市場上應用較多的聚羧酸減水劑主要有兩類：一類是兩步法合成的酯類聚羧酸減水劑，其合成工程采用甲氧基聚乙二醇（MPEG）和過量甲基丙烯酸（或丙烯酸、馬來酸酐、衣糠酸）先進行酯化，再用水作溶劑，在一定溫度下同時滴加過氧化物水溶液（引發劑）和甲氧基聚乙二醇（MPEG）酯化物的水溶液，進行共聚，再保溫熟化一定時間，降溫中和得到酯類聚羧酸減水劑。另一類是醚型聚羧酸減水劑，采用不飽和醇、聚醚為原料，將不飽和醇、聚醚和水作為底料（有時還需加入部分含活潑雙鍵的其它單體），投入過氧化物（引發劑），在一定溫度下，同時滴加鏈轉移劑水溶液和含活潑雙鍵的共聚單體進行共聚，保溫熟化一定時間後，降溫中和得到醚類聚羧酸減水劑。這兩種合成方法的共同點是在生產過程中都需要保持溫度及滴加活性單體，在滴加過程中需要不間斷的進行攪拌，以使物料充分混合反應。目前，酯類聚羧酸減水劑的合成溫度通常為90℃～120℃，合成時間為8～10小時，醚類聚羧酸減水劑的合成溫度大多在60℃～100℃，反應時間一般為6～8小時。
中巖科技開發的聚羧酸減水劑常溫合成工藝是采用水溶性氧化—還原引發體系，引發劑的加入方式選擇一次性加入或滴加加入。氧化—還原體系的加入降低瞭引發劑分解成自由基的活化能，加快引發劑的分解，從而實現低溫條件下的自由基聚合反應，同時加快瞭聚合速度。改進工藝後，聚羧酸減水劑的合成溫度降低至10℃～30℃，合成時間降低為2～4小時。
常溫製備聚羧酸減水劑過程中一般無需加熱升溫或保溫，僅當固態原料所占比例較大時，需將原料熔化或溶解於溶劑中，耗費能源。當引發體系和活性單體采用滴加加入方式時，合成過程需一直攪拌，以避免勻質性不良現象；引發體系和活性單體采用一次性加入方式時，合成過程僅需簡單攪拌，生產能耗降至最低。以功率為11kW的10t反應釜生產一釜聚羧酸減水劑為例：合成時間由8小時縮短至3小時，節約電能55kW·h；傳統方法合成聚羧酸減水劑過程中需將反應用水和夾套內用於加熱或保溫的水事先加熱至95℃，每釜反應用水量約為2.4t，夾套加熱或保溫用水約為4t，假設室溫為20℃，則傳統合成方法加熱共計消耗電能約556kW·h；因此，采用常溫合成工藝後，聚羧酸減水劑每釜的生產能耗由原來的644kW·h降低至33kW·h，節約電能611kW·h，約為傳統工藝能耗的95%，每釜產品節約成本節約480元，折合每噸產品成本降低約50元，既達到瞭節約能源的目的，也取得瞭顯著的經濟效益。
2.綠色環保無污染
聚羧酸減水劑常溫製備工藝綠色環保、整個生產過程無“三廢”排放，是一種綠色環保的合成方法，積極響應瞭國傢清潔生產的號召。
根據減水劑的發展歷程，一般把減水劑的發展分為三個階段：第一代是以木鈣、木鈉為代表的普通減水劑，減水率在6％～12％，該系列產品已不能滿足高性能混凝土的發展要求；第二代是以萘系和三聚氰胺為代表的高效減水劑，減水率在15％～25％，在生產過程中有的工藝中由於甲醛、工業萘和三聚氰胺等原材料的使用會造成嚴重環境污染問題，不符合環境友好型社會發展要求；第三代是以聚羧酸鹽為代表的高性能減水劑，其具有減水率高（可達30％），摻量少（0.2％～0.4％），所配製混凝土具有強度高、綠色環保等優點，是目前外加劑行業的主導產品和發展方向。
聚羧酸系減水劑傳統生產過程中由於加熱會產生少量有機廢氣，常溫合成工藝基本實現瞭有機廢氣有組織零排放。聚羧酸減水劑常溫合成工藝由於減少瞭加熱或降溫負荷，則減少瞭蒸汽循環用水以及冷卻水的使用，基本實現生產工藝廢水零排放。此外，常溫合成工藝較傳統工藝節約能耗高達90%以上，並有助於減少粉塵排放，實現全麵清潔生產。
3.簡化生產工藝，提高生產效率
聚羧酸減水劑常溫合成可以簡化現有生產工藝、精簡合成過程所需機械設備、縮短減水劑合成周期、提高原材料反應效率，並且顯著降低投資和運營成本。
首先，聚羧酸減水劑的常溫合成過程中不需要嚴格控製反應溫度，減少瞭加熱及冷卻步驟，降低瞭反應溫度波動帶來的產品穩定性問題；其次，當合成過程中引發體系及活性單體采用一次性加入方式時，減少瞭滴加速度控製裝置，簡化瞭操作，並節省瞭人力、物力，且對於投資建廠而言節省投資成本，可以實現聚羧酸減水劑工廠的小型化發展。
實際運營過程中，液體聚羧酸液體減水劑中水的含量通常在60%左右，如果在工廠中生產聚羧酸減水劑後，再將聚羧酸減水劑運送至施工現場，勢必會造成運輸成本大大增加；此外，大型建設工程，比如高速公路、鐵路等項目施工場地經常轉移，施工線路很長，沿線建廠可能麵臨工程結束後難以運營的狀態。聚羧酸減水劑常溫合成工藝的突破可以有效解決以上難題。聚羧酸減水劑常溫合成工藝降低瞭對生產設備的要求，減少建廠投資成本，降低企業運營成本，使在工程沿線投資建設小規模聚羧酸減水劑臨時生產工廠成為可能，也使現有聚羧酸減水劑生產規模擴大更加容易。
簡化生產工藝的同時，聚羧酸減水劑常溫合成工藝大大縮短瞭產品的生產周期。采用聚羧酸減水劑常溫合成工藝可將聚羧酸合成時間從6～10小時縮短至2～4小時，在不增加工人數量，不增加設備的情況下，生產效率和產量顯著提高。以中巖科技山東中巖生產基地為例，傳統生產工藝日產量為150噸，采用常溫合成工藝後日產量提高至300～450噸。
聚羧酸減水劑聚合過程中氧化-還原體系產生的自由基數量可能較氧化劑單獨熱分解產生少，但氧化劑單獨熱引發產生自由基存在引發效率的問題，所以常溫合成工藝自由基引發效率較傳統工藝更高，充分節約原材料，有效提高生產效率。
聚羧酸減水劑常溫工藝的展望
聚羧酸減水劑常溫合成工藝出現以來已取得長足發展，未來在常溫合成工藝基礎上開發功能型或功能復合型聚羧酸減水劑、嚴寒地區超低溫聚羧酸減水劑合成工藝及聚羧酸減水劑小型生產設備將成為新的研究方向。
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