[發(fā)明專利]一種苯基陽離子小單體聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑

在審

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• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111234144A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳樹東;張言飛;柯凱;俞建鋒;馮越;李譽(yù)婷
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 浙江一墨律師事務(wù)所 33252
• 代理人: 魯秦

本發(fā)明涉及一種苯基陽離子小單體聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑，主要由以下組分制備而成：苯環(huán)類單體：3?7份；陽離子小單體：5?7份；聚醚大單體：354?365份；不飽和二元羧酸：16?27份；引發(fā)劑a：1.1?1.5份；引發(fā)劑b：1.8?2.2份；引發(fā)劑c：0.7?1.1份；鏈轉(zhuǎn)移劑：1.3?1.6份；其余為水；原料總質(zhì)量為1000份，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％。本發(fā)明以苯基陽離子小單體聚合物接枝共聚到聚醚大單體主鏈上的方式制備嵌段聚羧酸減水劑，該減水劑水泥使用量低、耐久性好、不銹蝕鋼筋、具有高效的顆粒分散性能和保持能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種苯基陽離子小單體聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑。

背景技術(shù)

聚羧酸的優(yōu)異性能來源于其結(jié)構(gòu),其梳狀結(jié)構(gòu)由陰離子的聚電解質(zhì)主鏈和非離子型聚乙二醇(PEG)側(cè)鏈組成。聚羧酸主鏈上帶負(fù)電的羧基基團(tuán)吸附在水泥顆粒的表面,產(chǎn)生具有分散效應(yīng)的靜電斥力；PEG長側(cè)鏈伸向水泥孔溶液中,發(fā)揮空間位阻作用。聚羧酸減水劑是在混凝土和易性、水泥用量不變的條件下,通過與水泥、砂子等表面活性作用、絡(luò)合作用、靜電排斥力或立體排斥力等來阻礙或破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu),從而減少能夠有效減少拌合用水量,并提高混凝土強(qiáng)度,在混凝土中具有廣泛應(yīng)用,同時(shí)也存在一些問題,比如砂石中的含泥量對聚羧酸減水劑的性能發(fā)揮影響顯著,從而導(dǎo)致混凝土流動(dòng)度差,坍落度損失大。因此,如何同時(shí)提高聚羧酸吸附驅(qū)動(dòng)力和空間位阻效應(yīng)是其性能提升的關(guān)鍵。目前隨著合成技術(shù)的發(fā)展,聚羧酸減水劑的種類迅速增加,并呈現(xiàn)功能化(如減水型、早強(qiáng)型、緩凝型、泵送型等)和定制化(針對特定工程要求進(jìn)行調(diào)整)的趨勢。

專利CN105085822A公開了一種抗泥型聚羧酸減水劑,其是由不飽和脂肪醇聚氧乙烯醚類大單體、不飽和羧酸、陽離子季銨鹽等采用自由基溶液共聚而成,通過在制備過程中引入季銨鹽,來提高聚羧酸減水劑的抗泥性能,但制備出的聚羧酸減水劑的抗泥性能及保坍性能仍不理想。

專利CN101293946A公布了一種采用甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯和甲基丙烯酸合成引氣可控性聚羧酸減水劑,該專利中通過調(diào)整甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯的分子量和羧基與聚氧乙烯醚側(cè)鏈比例可以控制減水劑引氣量。其甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯的分子量為400-2000,甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯的質(zhì)量比例分別為4-6％、15-18％,所合成的減水劑可使混凝土的含氣量控制在2-8％。

專利CN104311761采用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法制備了梳狀聚醚嵌段聚丙烯酸共聚物分散劑并應(yīng)用于水泥體系的分散。但所述的共聚物分散劑由聚醚嵌段和聚丙烯酸嵌段組成,組分簡單、結(jié)構(gòu)單一、溶液構(gòu)象可調(diào)節(jié)因素較少,因此在實(shí)際的使用過程中與混凝土組成材料的適應(yīng)性差。

區(qū)別以上專利，本發(fā)明以嵌段聚合法取代傳統(tǒng)的水溶液體系中自由基聚合，避免不飽和二元羧酸等活性較大單體過量存在而導(dǎo)致自聚，通過控制反應(yīng)速率，調(diào)控反應(yīng)嵌段聚合物的結(jié)構(gòu)，得到抗泥性、保坍性等性能更佳的嵌段聚羧酸減水劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種苯基陽離子小單體聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑。本發(fā)明采用嵌段分布聚合法制備一種苯基陽離子聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑，以苯環(huán)類單體和陽離子小單體在一定條件下共聚得的苯基陽離子嵌段聚合物，并在復(fù)合引發(fā)體系中通過滴加的方式接枝共聚在聚羧酸減水劑主鏈上，保溫除去多余引發(fā)劑，避免多余引發(fā)劑對減水劑性能的不良影響。通過調(diào)節(jié)聚醚大單體和不飽和二元羧酸的比例，解決傳統(tǒng)自由基聚合聚合物的缺點(diǎn)，以期得到聚合物多分散性及微觀結(jié)構(gòu)可控制的聚羧酸減水劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種苯基陽離子小單體聚合物改性的嵌段聚羧酸減水劑，主要由以下組分制備而成：苯環(huán)類單體：3-7份；陽離子小單體：5-7份；聚醚大單體：354-365份；不飽和二元羧酸：16-27份；引發(fā)劑a：1.1-1.5份；引發(fā)劑b：1.8-2.2份；引發(fā)劑c：0.7-1.1份；鏈轉(zhuǎn)移劑：1.3-1.6份；其余為水；原料總質(zhì)量為1000份，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％。