[發(fā)明專利]含苯環(huán)酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸減水劑及其制備方法

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• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111205413A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 陳樹東;俞建鋒;柯凱;張言飛;何月來;余泠毅
• 申請（專利權）人: 浙江建設職業(yè)技術學院
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 浙江一墨律師事務所 33252
• 代理人: 魯秦

本發(fā)明提供一種含苯環(huán)酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸減水劑及其制備方法，所述聚羧酸減水劑母液由以下材料制備而成：聚醚大單體350?362份、丙烯酸20?32份、酰胺類單體3?8份，苯環(huán)類單體3?10份、引發(fā)劑3?4.5份、鏈轉移劑1.2?1.8份、其余為水，總質量為1000份，固含量為40％。聚合過程步驟一：以苯環(huán)類單體、酰胺類單體在25?35℃溫度下引發(fā)共聚得親水性嵌段聚合物Ⅰ；步驟二：以聚醚大單體、丙烯酸在常溫條件下共聚制得嵌段聚合物Ⅱ；步驟三：向嵌段聚合物Ⅱ中同時滴加嵌段聚合物Ⅰ、丙烯酸、鏈轉移劑的混合液和引發(fā)劑，在30?50℃溫度下滴加時間為2?3h，冷卻至室溫后即得苯環(huán)酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸減水劑母液。本發(fā)明制備的聚羧酸減水劑相對普通減水劑吸附分散效果較佳，保坍能力更強且有早強效果。

技術領域

本發(fā)明涉及建筑材料技術領域，尤其是一種含苯環(huán)酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

聚羧酸減水劑(Polycarboxylate Superplasticizer)作為第三代新型減水劑，具有高減水，高保坍，水泥適應廣分子構造上自由度大，對混凝土增強效果顯著，降低混凝土收縮等特點，廣泛應用于公路、橋梁、大壩、隧道、高層建筑等工程。在我國，聚羧酸減水劑成功應用于三峽大壩、蘇通大橋、田灣核電站、京滬高鐵等大型工程上并取得了顯著成果。但聚羧酸減水劑也存在一些溫度敏感性強、材料含泥量敏感性強、功能化產(chǎn)品較少的問題，這決定了聚羧酸減水劑的發(fā)展歷程還很漫長，國內研究者設計不同結構的聚羧酸減水劑或者改性以降低聚羧酸減水劑的敏感性，同時增加聚羧酸的減水保坍能力。

本發(fā)明通過嵌段聚合制備聚羧酸減水劑，與常規(guī)聚羧酸減水劑制備方法不同，通過將聚醚單體與部分不飽和單體引發(fā)聚合制備嵌段共聚物中間體，再與丙烯酸單體自由基共聚，可以有效調控反應體系中的單體活性匹配，并通過苯環(huán)酰胺嵌段共聚物改性，此法制備的聚羧酸減水劑吸附分散能力更佳，流動性保持性更好。

專利CN108570133A公開了一種具有嵌段結構的聚羧酸減水劑的合成方法，以及依據(jù)該合成方法制得的產(chǎn)品。該合成方法包括以下步驟：向第一反應容器中加入馬來酸酐，不飽和醇聚醚以及引發(fā)劑A，生成低聚物A；向第二反應容器中加入馬來酸酐和硅烷偶聯(lián)劑，反應生成有機硅化合物；然后在70℃-90℃的反應溫度下，加入引發(fā)劑B，使有機硅化合物共聚為低聚物B；向第三反應容器中加入低聚物A，低聚物B，丙烯酸以及引發(fā)劑C，接著在10℃-25℃的反應溫度下反應完全，后處理，即得具有嵌段結構的聚羧酸減水劑。該具有嵌段結構的聚羧酸減水劑的初始性能和經(jīng)時性能均明顯優(yōu)于現(xiàn)有的聚羧酸減水劑。

CN102826784A公開了一種聚羧酸減水劑及其制備方法，將大單體、不飽和羧酸、酰胺或酸酐，不飽和磺酸鹽單體，以及氧化劑和水，在45℃下加入還原劑，保溫3-5小時，用液堿中和得到目標產(chǎn)品。該工藝的產(chǎn)品存在坍落度經(jīng)時損失大，和易性差的問題。

CN105175740A公開了一種高和易性酯類聚羧酸減水劑的制備方法，先由丙烯酸與和易性高的活性單體混合，加入氧化劑和助引發(fā)劑，在低溫下滴加不飽和單體、鏈轉移劑、還原劑和水的混合液，反應得到嵌段共聚物中間體，后加入聚乙二醇單甲醚與催化劑進行酯化接枝，最后中和制得。本發(fā)明制備的高和易性酯類聚羧酸減水劑通過分子結構設計，引進和易性好的活性單體，采取先低溫聚合后高溫酯化的方法，該方法雙鍵破壞率低，共聚程度高，生產(chǎn)的減水劑和易性好，減水率高，工業(yè)化生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、無污染。

區(qū)別于以上專利，本發(fā)明以嵌段聚合取代傳統(tǒng)的水溶液體系中自由基聚合，避免丙烯酸等活性單體大量存在而導致自聚，通過不同單體共聚得到的嵌段中間體，在一定條件下與剩余丙烯酸共聚得到嵌段結構的聚羧酸減水劑，通過調控溫度、滴加時間、引發(fā)劑與鏈轉移劑用量控制反應體系中引發(fā)速率與鏈終止速率平衡，制備一定范圍分子量的嵌段共聚物，進而得到嵌段結構的聚羧酸減水劑。苯環(huán)酰胺為主要基團的嵌段共聚物改性聚羧酸減水劑，使改性后的聚羧酸減水劑減水和保坍能力更佳。

發(fā)明內容