[發(fā)明專利]烯基酰氯醇解制備大單體合成聚羧酸減水劑的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610563196.4
• 申請日: 2016-07-17
• 公開（公告）號: CN106117461B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉;管佳男;王子明;奚文博;王亞麗;王劍鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F220/06;C08F222/06;C08F222/02;C08F4/40;C08F120/34;C08F126/02;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土用聚羧酸高性能減水劑的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種采用不飽和陽離子季銨鹽先聚合再與烯基酰氯反應(yīng)成為大單體而后與不飽和羧酸小單體共聚合成聚羧酸減水劑的具體制備方法。

背景技術(shù)

由于能夠防止混凝土坍落度損失而不引起明顯緩凝，在低摻量下發(fā)揮較高的塑化效果，并且具有流動性保持性好、高性能化余地大、分子構(gòu)造自由度高、對混凝土增強和減縮效果顯著、有害物質(zhì)含量極低等技術(shù)性能特點，聚羧酸系高性能減水劑賦予了混凝土出色的施工和易性、良好的強度發(fā)展、優(yōu)良的耐久性，符合現(xiàn)代化混凝土工程的需要，已逐漸成為配制高性能混凝土的首選外加劑。然而，聚羧酸減水劑對砂石骨料的含泥量敏感性強，影響混凝土施工工作性，因此，克服這一缺點已成為拓寬聚羧酸減水劑適用范圍的關(guān)鍵。

針對骨料含泥問題的作用特點，結(jié)合分子結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，可以通過調(diào)換聚合單體種類、改變單體配合比以及調(diào)控分子結(jié)構(gòu)官能團等方法設(shè)計出不同分子結(jié)構(gòu)和性能的聚羧酸減水劑產(chǎn)品，合成出的聚羧酸減水劑確保不喪失原有減水保坍作用的同時兼具抑制粘土副作用的功效，這將豐富聚羧酸減水劑種類和成員，進一步拓寬聚羧酸結(jié)構(gòu)減水劑的使用范圍，提高其原材料適應(yīng)性，強化性能優(yōu)勢，以結(jié)構(gòu)創(chuàng)新帶動其性能突破和提升。

聚羧酸減水劑的梳狀結(jié)構(gòu)決定了其側(cè)鏈大分子易于被負(fù)電荷粘土的層狀結(jié)構(gòu)所吸附，使得其工作性大大降低。因此，本發(fā)明創(chuàng)新性地通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計法將陽離子結(jié)構(gòu)引入到聚羧酸減水劑的分子結(jié)構(gòu)中，通過烯基酰氯與之反應(yīng)合成了抗泥和減水的復(fù)合大單體側(cè)鏈，可實現(xiàn)有效分工，不同結(jié)構(gòu)側(cè)鏈發(fā)揮不同效果，減水保坍的同時還能抑制粘土副作用，這將對保護優(yōu)質(zhì)砂石骨料、實現(xiàn)天然骨料資源的節(jié)約利用，有著積極的現(xiàn)實意義。

專利CN 102516471A(公開日：2012年6月27日)報道了一種梳狀高聚物相變儲能材料的制備方法。該專利是以聚乙二醇單甲醚為主要原料，在冰水浴中溶于二氯甲烷后，加入縛酸劑及丙烯酰氯，減壓抽濾得丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯，再與丙烯酰胺類單體共聚合得到具有梳狀分子鏈形態(tài)的相變儲能材料。該發(fā)明制備的相變材料能夠在熱加工過程中以熔體的形式流動，其梳狀分子鏈形態(tài)又能減小其對基體的增塑作用，制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低。該發(fā)明充分利用了丙烯酰氯與羥基的反應(yīng)特性，并合成了梳狀聚合物，其主要目的是合成相變儲能材料降低加工過程中的能耗。但是該發(fā)明僅僅是利用了丙烯酰氯與羥基的反應(yīng)原理，反應(yīng)過程較為復(fù)雜，工藝條件過于苛刻，并且發(fā)明產(chǎn)物未應(yīng)用于減水劑領(lǐng)域，其分子結(jié)構(gòu)也沒有接枝不同功效的側(cè)鏈，更是未能利用此原理接枝陽離子側(cè)鏈抑制粘土副作用，在結(jié)構(gòu)本質(zhì)上未能真正實現(xiàn)顛覆性的改造與創(chuàng)新。

專利CN 104311743A(公開日：2015年1月28日)報道了一種用于廢水處理的低成本改性絮凝劑的制備方法。該發(fā)明以羥甲基淀粉為主體，通過加入硝酸鈰銨作為引發(fā)劑引發(fā)丙烯酰胺單體在羥甲基淀粉表面接枝聚合，產(chǎn)物再與甲醛和二甲胺反應(yīng)得到改性絮凝劑。該發(fā)明的優(yōu)點是以來源廣泛的羥甲基淀粉作為主要反應(yīng)原料，成本低廉、pH值適用范圍寬、絮凝性能優(yōu)良，并且采用的硝酸鈰銨引發(fā)劑也能夠有效地利用該類型引發(fā)體系的優(yōu)勢。但是該發(fā)明產(chǎn)物作為優(yōu)良絮凝劑，既不具備減水分散的能力，也不具備高抗泥效果，因此盡管利用了硝酸鈰銨的引發(fā)體系，仍然無法應(yīng)用于混凝土技術(shù)當(dāng)中的聚羧酸減水劑領(lǐng)域。

專利CN 104446101A(公開日：2015年3月25日)報道了一種陽離子改性的聚羧酸減水劑，是由一元不飽和羧酸及其衍生物單體、陽離子型單體、異戊烯醇聚氧乙烯醚單體和二元不飽和羧酸及其衍生物單體在引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的作用下共聚合而成。該發(fā)明產(chǎn)物加入到混凝土中時，能同時吸附在帶正電荷和帶負(fù)電荷的水泥礦物表面，體現(xiàn)出優(yōu)越于陰離子型聚羧酸減水劑的特點，而且，該產(chǎn)物在水泥漿體堿性環(huán)境中分子鏈發(fā)生擴展，吸附形態(tài)更舒展，減水率更優(yōu)異。但是該發(fā)明產(chǎn)物僅僅是在分子結(jié)構(gòu)的主鏈中引入了陽離子型單體(而非本發(fā)明的引入聚陽離子長側(cè)鏈)，提高了一定的減水分散效果，并未充分發(fā)揮不同側(cè)鏈結(jié)構(gòu)特征以實現(xiàn)減水分散與高抗粘土等多重作用的效果，也未能達(dá)到分子結(jié)構(gòu)設(shè)計法實現(xiàn)化學(xué)外加劑功能化調(diào)控的目的。