[發明專利]一種兩性聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010015015.0
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111171246B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 馬清浩
• 申請（專利權）人: 四川金江建材科技有限公司
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/58;C08F220/06;C08F228/02;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 深圳泛航知識產權代理事務所(普通合伙) 44867
• 代理人: 鄧愛軍

本發明提供了一種兩性聚羧酸減水劑及其制備方法，所述減水劑包括不飽和聚醚類大單體，含苯醚丙烯酰胺單體，雙丙酮丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯磺酸鹽，引發劑，還原劑，鏈轉移劑，所述含苯醚丙烯酰胺單體由丙烯酰氯和氨基苯醚經酰胺化反應得到，所述氨基苯醚結構中每個苯環上至少帶有一個氨基。本發明減水劑包括不飽和聚醚類大單體形成的長側鏈和其他單體形成的短側鏈，這種長短鏈梳形結構和官能團搭配的減水劑能夠充分發揮功能性官能團的作用而成陰陽兩性，避免發生官能團的包埋、經時長側鏈間發生糾纏，能夠在保持分散性、流動性不降低的情況下，同時提高緩凝效果。本發明減水劑減水率高，保坍性好，合成工藝簡單，能耗低，綠色環保。

技術領域

本發明屬于水泥混凝土用聚羧酸減水劑技術領域，具體涉及一種兩性聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

聚羧酸減水劑是第三代減水劑，由于其具備優異的性能，特別是能夠根據需求進行分子結構設計調整的特點，使其在現代混凝土的制備生產過程中得到了廣泛的應用，成為當今減水劑領域的研究重點和研究熱點。聚羧酸減水劑由陰離子的吸附基團和非離子型的聚乙醇側鏈組成，具有梳形結構，此類減水劑的主要作用機理是減水劑分子結構中的羧基、磺酸基等陰離子吸附在水泥顆粒表面上，形成一層具有雙電層結構的界面，從而使水泥顆粒間相互排斥，減緩水泥水化過程；非離子型的聚乙醇側鏈一層一層地附著在水泥顆粒外表面上，形成一定的吸附層，當水泥顆粒彼此靠近時，吸附層就會彼此重疊，水泥顆粒之間產生斥力作用，并且重疊的部分越多，排斥力越大，也就是形成了空間位阻效應。

酰胺型聚羧酸高性能減水劑是繼聚酯型和聚醚性聚羧酸之后發展起來的一類新型高性能減水劑，其主鏈或側鏈通過酰胺基團相連接，以分子中的酰胺基團為高性能基礎，賦予聚羧酸減水劑良好的綜合性能。

專利CN201110090381.3公開了酰胺化活性單體共聚反應合成聚羧酸高性能減水劑的方法，該發明采用先酰胺化再聚合的方法制備聚羧酸高性能減水劑材料，即以(甲基)丙烯酸單體和另一端含有氨基的甲氧基聚氧乙烯醚為反應物，在催化劑作用下通過酰胺化反應制備一種可聚合單體，再與(甲基)丙烯酸單體、鏈轉移單體在引發劑的作用下于水溶液中共聚后用堿性溶液中和制得，該發明通過酰胺化活性單體共聚將酰胺結構引入到聚羧酸減水劑分子結構中，可以賦予水泥良好的流動性能；專利CN201410225241.6公開了一種聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水劑及其制備方法，其減水劑具有一定的梳形結構，該減水劑的制備方法為：先通過聚醚胺與酰氯單體反應得到聚醚胺單體，然后加入聚氧乙烯醚單體和羧基單體在引發劑和鏈轉移劑條件下在水溶液中進行自由基共聚合得到具有良好分散性及保坍性的聚醚-酰胺型聚羧酸高效減水。上述專利均公開的是酰胺型聚羧酸減水劑，由于酰胺基團這一特殊結構的存在，添加這類減水劑的水泥混凝土均可獲得良好分散性、流動性等綜合性能，但發現以上分散性、流動性的改善引起了緩凝效果明顯的變差，即水泥凝結時間變短了。根據近幾十年的研究發現，以上問題很是因礦物的電性差異引發的緩凝不同步導致：由于孔隙溶液中礦物的電性不同，減水劑在不同礦物組分的吸附特性也存在差異，比如聚羧酸減水劑在鋁酸鹽相上的吸附量高于硅酸鹽相，所以現有的高性能酰胺型聚羧酸減水劑亟需根據此問題進行改進。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于克服現有技術中酰胺型聚羧酸減水劑不能同時提高分散性、流動性與緩凝效果的缺陷，提供一種兩性酰胺型聚羧酸減水劑，該減水劑通過在制備原料引入雙丙酮丙烯酰胺和含苯醚酰胺的重復單元結構，制備得到一種含有兩性聚羧酸減水劑，這種兩性減水劑可以保持共聚物分子構像伸展，增加水泥和減水劑上的吸附點，提高減水劑在帶正負電荷的礦物表面的有效吸附，既能保持聚羧酸減水劑分散性、流動性不降低，又能夠有效提高緩凝效果；該兩性聚羧酸減水劑的制備方法簡單，操作方便。

本發明的第一個目的在于提供一種兩性聚羧酸減水劑，所述減水劑包括以下原料，不飽和聚醚類大單體，含苯醚丙烯酰胺單體，雙丙酮丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯磺酸鹽，引發劑，還原劑，鏈轉移劑，所述含苯醚丙烯酰胺單體由丙烯酰氯和氨基苯醚經過酰胺化反應得到，所述氨基苯醚結構中每個苯環上至少帶有一個氨基。