[發明專利]一種雙側鏈聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710968222.6
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107629174B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 李申桐;冉千平;舒鑫;楊勇;劉金芝;周棟梁;陸加越;張建綱
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;博特建材（天津）有限公司
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F261/06;C08F214/14;C08F8/34;C08F220/06;C08F228/02;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 喬淑媛;馬曉輝

本發明公開了一種雙側鏈聚羧酸減水劑及其制備方法。本發明所述雙側鏈聚羧酸減水劑是由聚醚單體和（甲基）烯丙基氯在引發劑Ⅰ和鏈轉移劑作用下，發生常規的自由基聚合反應先得到預聚體；然后所述預聚體與硫氫化鈉發生親核取代反應制得帶有巰基的大分子鏈轉移劑；最后再與單體A和單體B在引發劑Ⅱ作用下自由基共聚即可制得。本發明采用一鍋法生產，無廢料產出，工藝簡單，利于規模化生產，產品在混凝土應用中具有摻量低、減水率高、保坍性好等優點，能極大節約混凝土生產成本；本發明所述雙側鏈聚羧酸減水劑對水泥種類敏感度低，對含泥量高的砂石骨料耐受性好，能有效降低高強混凝土的粘度。

技術領域

本發明涉及建筑材料中混凝土用外加劑技術領域，具體涉及一種雙側鏈聚羧酸減水劑及其制備辦法，該產品減水率高，對水泥材料的適應性強，可降低高強混凝土的粘度，具有廣闊的應用前景。

背景技術

混凝土外加劑是指為改善和調節混凝土的性能而摻加的物質，可以調控混凝土的流變性能、改善力學性能和提高耐久性。隨著現代工程向大型化、復雜化發展，混凝土外加劑已經成為現代混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第5種重要組成部分。聚羧酸減水劑是目前應用最廣泛的一種混凝土外加劑，具有摻量低、減水率高、保坍性能好、分子結構可調性強、生產工藝綠色無污染等突出優點。聚羧酸優異的性能來源于其獨特的梳形分子結構，它由富含羧酸基團的主鏈和聚氧化乙烯醚側鏈組成。當聚羧酸被加入到水泥漿體中時，帶負電的主鏈可以定向吸附在帶正電的水泥顆粒表面，通過主鏈的靜電斥力和聚醚側鏈形成的水化吸附層的空間排斥力來起到分散水泥顆粒的作用。

聚羧酸減水劑從概念提出到產品完善，已經走過30多年的歷程。時至今日，聚羧酸的研究已經從高速發展期來到技術瓶頸期。現階段聚羧酸研究遇到的核心問題是，已經不能通過調整聚羧酸的合成條件，如原料種類、單體比例、側鏈長度、引發劑濃度等來實現產品性能的顯著提升。而現代大型工程對聚羧酸減水劑又提出了超大減水率、原材料適用性強、耐粘土、降低高強混凝土粘度等苛刻要求。這就促使聚羧酸研究者要拋棄傳統思維壁壘，大膽創新，設計出一些具有新型結構的聚羧酸減水劑，以期得到具有更優良性能的新產品。圍繞這點，已有大量的文獻和專利資料報道。

專利CN102911322 B公開了一種星形結構聚羧酸減水劑的合成方法，通過多元醇和丙烯酸之間的酯化反應制備出星形可聚合活性分子，進而將其運用到常規聚羧酸的制備中，可得到星形結構的聚羧酸減水劑。該產品比常規梳形聚羧酸具有更優越的水泥凈漿流動性及保持能力、良好的水泥適用性和混凝土應用性能。但該工藝使用星形活性分子使得反應可控性差，聚合易交聯，目前該產品僅僅停留在實驗室制備階段。

專利CN102093520 B公開了一種超支化結構的聚羧酸減水劑的制備方法，通過聚醚側鏈和巰基鏈轉移劑之間的酯化反應制備出同時具有聚合基團和鏈轉基團的活性單體，然后與不飽和酸單體共聚即可得到的超支化聚羧酸減水劑，產品具有優異的水泥分散能力和良好的坍落度保持能力。但該方法中活性單體的鏈轉移活性明顯大于其聚合活性，這會使得產品的有效成分—超支化聚羧酸含量偏低，最終使產品性能的提升幅度并不理想。

專利CN102153711 B公開了一種緩凝型聚羧酸減水劑的制備方法，創新之處在于將具有緩凝功能的β-環糊精側鏈引入到聚羧酸分子骨架中，制備的減水劑具有緩凝性能、微引氣性能及更好的流動性能，但制備工藝復雜，成本高，難以工業化推廣。

專利CN104031216 B公開了一種聚醚-酰胺型聚羧酸減水劑，通過聚醚胺與酰氯單體反應制得聚醚胺單體，然后將其與不飽和酸、聚醚單體共聚制得產品。該產品在混凝土應用中具有減水率高、和易性好等優點，但是該工藝需要酰氯單體作為原料，污染大，需要無水條件，對設備要求高。

專利CN103011680 B公開了一種抗硫酸鹽聚羧酸減水劑，主要以聚醚單體、羧酸單體、有機硅類單體、磺酸單體為原料，采用自由基共聚法制備。產品分子中含有的硅烷鍵可與水泥中的硅酸鹽形成強化學鍵，以抵抗硫酸鹽離子的競爭吸附作用，從而改善聚羧酸減水劑與高硫酸鹽混凝土材料相容性差的問題。但該工藝需要大量有機硅單體，成本高昂，難以推廣應用。