[發明專利]一種高分子化合物及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200810047791.8
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101284890A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 馬保國;李亮;馬玲;譚洪波;張慢;呂國玉;何向全;許紅生
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/28;C08F228/02;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種高分子化合物及其制備方法和用途。屬于高分子合成及應用技術領域。

背景技術

我國已進入建筑交通業的高速發展期，對水泥混凝土的需求量日益增大，同時對其性能要求也越來越高，特別是在鐵路、橋梁、大壩和體育場等大體積混凝土的大型建筑中，在耐久性方面，有的要求50年甚至更長。而事實上，許多大型建筑在沒有達到預期年限或者更早的時候就出現裂縫開裂了。世界上的許多水利水電工程都遭受裂縫問題的困擾，有許多嚴重的已經完全廢棄。我國目前已進入混凝土壩的整治維修期，浙江的新安江、江西的羅灣等水電站由于混凝土耐久性的嚴重劣化已進入半運轉狀態，185m的三峽工程，已經遇到了裂縫問題。究其原因，很大一部分就在于大體積混凝土水化溫升產生裂縫所致。由于混凝土是熱的不良導體，散熱較慢，所以在大體積混凝土中，由于水泥水化放熱，混凝土內部的溫度將升高，有時可達50～70℃，這將導致混凝土內部產生顯著的體積膨脹而產生開裂。由此可見，在工程上，大體積混凝土水化溫升產生裂縫問題是個相當嚴峻的問題。

對大體積混凝土水化溫升產生裂縫的研究，一般都是在配合比設計和骨料的選擇、摻外加劑和現場施工的適當處理上。配合比設計和骨料的選擇及現場施工的適當處理，在解決水化溫升產生裂縫的問題上有一定的預防作用，但是不是根本的解決辦法。只有外加劑的摻入，對水化溫升是非常有效的方法。以往對外加劑的摻入都停留在外加劑復配的方法上，即加入適量的減水劑、緩凝劑、引氣劑和膨脹劑等。這些研究，有的是通過復配研究了減水劑對砂漿和混凝土強度的影響，如同濟大學的孫振平等研究了木鈣、萘系減水劑和糖類緩凝劑復摻對水泥混凝土性能的影響；有的是通過復配研究了減水劑對水泥水化影響規律，如西安建筑科技大學的何延樹研究了萘系、氨基磺酸鹽系及聚羧酸鹽系3種高效減水劑和三聚磷酸鈉及糖鈣2種緩凝劑復合使用對水泥水化熱、水化溫峰、溫峰出現時間的影響規律，還有武漢理工大學的胡曙光研究了萘系高效減水劑復合了磷酸鹽緩凝劑對水泥水化溫升和放熱速率的影響規律。

這些研究，都是建立在復配的基礎上，由于緩凝劑和減水劑種類多，一方面復配選擇上有困難，另一方面又由于水泥品種多樣化，在復配上也存在一個適應性的問題，還有就是復配技術在工藝和施工上也存在一定的復雜性。

發明內容：

本發明的目的是克服以往緩凝劑和減水劑復配技術困難，復配后和水泥適應性差以及復配后對水泥混凝土后期性能發展產生不利因素等問題，開發合成一種高分子化合物，該高分子化合物可作為凝結時間可控制型聚羧酸系減水劑，該聚羧酸系減水劑具有凝結時間可控制性，既有緩凝作用，也有減水作用，且對水泥混凝土后期性能發展沒有影響。同時合成工藝設備簡單、反應條件簡單易控制、沒有污染、成本低易于工業化生產。

本發明采用以下技術方案實現：

一種高分子化合物，其結構式為：

式中：M代表Na⁺或者NH₄⁺、a＝15～50、b＝5～30、c＝10～40、m＝9～45。

所述高分子的分子量在5000～20000之間。

本發明還提供了上述高分子化合物的制備方法：在70～75℃條件下，將事先配好的大單體與甲基丙烯酸水溶液、引發劑和甲基丙烯磺酸鈉水溶液，同時滴加到溶劑水中，在3～4h內滴完，75～80℃保溫3～4h，自然冷卻至室溫，用稀堿(鈉或銨的堿液)溶液中和至pH＝7～8，得到所需高分子化合物；制備過程中所用原料的用量重量百分比為：

甲基丙烯酸：???????????????2～6％

大單體甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚(350～2000)酯：10～15％

甲基丙烯磺酸鈉：?????????????????????????????1～4％

引發劑：?????????????????????????????????????1～2％

水：?????????????????????????????????????????75～85％。

優選地，上述制備過程中所用原料的用量重量百分比為：

甲基丙烯酸：?????????????????????????????????3％

甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚(400)酯：????????????14％

甲基丙烯磺酸鈉：?????????????????????????????2％

引發劑：?????????????????????????????????????1％