[發明專利]一種嵌段型聚羧酸減水劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110408820.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113185659A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 房福賢;何新耀;李玉博
• 申請（專利權）人: 佳化化學（茂名）有限公司
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/14;C08F220/20;C04B24/26;C04B103/30
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于功能高分子材料制備技術領域，具體涉及一種嵌段型聚羧酸減水劑及其制備方法。本發明基于分子結構設計理論，合成了主鏈為陰離子結構，側鏈為陰離子和非離子嵌段的新型聚羧酸減水劑，其結構有別于傳統梳型聚羧酸減水劑，是聚羧酸減水劑分子結構的一次創新和突破，為減水劑領域研究拓寬了思路和方向。與傳統的聚羧酸減水劑相比，本發明提供的嵌段型聚羧酸減水劑表現出更優異的水泥分散能力，具有高減水，高保坍的特點。同時，本發明提供的嵌段型聚羧酸減水劑的制備方法，反應周期短，無需使用溶劑，條件溫和，工藝簡便，特別有利于工業化生產。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料制備技術領域，具體涉及一種嵌段型聚羧酸減水劑及其制備方法。

背景技術

聚羧酸系減水劑以高減水率，高保坍性能，收縮性小，無毒，環保等優點，成為萘系減水劑之后發展起來的第三代聚羧酸減水劑，在高鐵，高速公路，核電，水電等工程中已全部使用聚羧酸減水劑，目前已逐步取代萘系減水劑，成為主流產品。

聚羧酸減水劑合成方法主要分為傳統的自由基聚合和原子轉移自由基聚合兩類，其中，傳統的自由基聚合采用過硫酸銨或氧化還原引發體系引發聚醚單體和丙烯酸發生自由基聚合，合成工藝相對簡單，但分子結構很難控制，自由基濃度高易發生鏈轉移和鏈終止反應，自由基濃度低易發生副反應，降低反應速度；不同于傳統的自由基聚合，原子轉移子自由基聚合是一種分子量可控，分子量分布窄，分子設計能力強，使用范圍廣的自由基聚合，原子轉移自由基聚合是在自由基活性種與休眠種間建立一個可逆轉移平衡反應，使得自由基活性種始終保持在低濃度，避免了在傳統自由基聚合中由于自由基濃度過高而出現的分子量不可控其分布寬等問題。該合成方法已在很多高分子材料中得到應用，在分散劑，表面活性劑等領域具有廣闊的應用前景。

例如，現有專利文獻中就有公開采用原子轉移自由基聚合制備聚羧酸分散劑的方法，具體操作為：先制備聚乙二醇單甲醚大分子引發劑，進一步通過原子轉移自由基聚合實現(甲基)丙烯酸叔丁酯及第二單體的擴鏈共聚反應，最后在三氟乙酸催化下使叔丁基水解得到分散劑，該分散劑可以與無機超細顆粒的表面有較強的作用，有利于分散性能以及穩定性的提高，適于超細粒子的分散。但是，其只適合超細粒子的分散，對水泥的分散效果較差；另外，常規制備方法在各個步驟都需要進行產物分離，操作繁瑣、成本高，不利于工業化推廣應用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的嵌段型聚羧酸減水劑對水泥的分散效果差，制備過程中各個步驟都需要對產物進行分離、操作繁瑣等缺陷，從而提供一種嵌段型聚羧酸減水劑及其制備方法。

為此，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種嵌段型聚羧酸減水劑，具有如下式所示結構：

其中，R₁、R₂、R₅、R₆、R₇獨立的選自H、-CH₃或-CH₂CH₃；R₃、R₄獨立的選自Br或Cl；M為H或堿金屬；b為50-100的整數，c為1-30的整數，d為1-50的整數，e為30-100的整數。

本發明提供一種上述的嵌段型聚羧酸減水劑的制備方法，由大分子引發劑、小分子引發劑、不飽和羧酸酯通過原子轉移自由基聚合制備得到。

可選的，所述大分子引發劑、小分子引發劑二者的摩爾比為(0.5－3.0)：1；

所述不飽和羧酸酯與所述大分子引發劑和小分子引發劑總量的摩爾比為(5－200)：1。

可選的，所述的嵌段型聚羧酸減水劑的制備方法，包括如下步驟：

S1，以甲氧基聚乙二醇，酰鹵單體為原料，在催化劑作用下進行酰化反應，得到大分子引發劑；