[发明专利]一种三元无规共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种三元无规共聚物及其制备方法，更具体地，本发明涉及一种可用作高保坍型聚羧酸减水剂的三元无规共聚物及其制备方法。

背景技术

随着聚羧酸减水剂在商品混凝土中不断推广应用，其坍落度损失过快的问题也日渐凸显，特别是在高温环境中，坍损过快的问题已严重制约了其在商品混凝土中的应用。为解决此问题，就需要制备高保坍型聚羧酸减水剂。

US5162402公开了一种烯丙基醚和马来酸烷氧基聚醚单酯的共聚物，这种共聚物与丙烯酸共聚物复配使用时，丙烯酸共聚物首先吸附到水泥颗粒上，当30至60分钟后，，丙烯酸共聚物的分散能力开始下降时，这种聚合物开始缓慢吸附的水泥颗粒上，进而提高了水泥的分散性，维持了流动度。这种共聚物掺量太高，且效果不是十分明显。

US5362324、US5661206、CN101831037A和CN101066851A公开了一种酯交联体保坍剂的制备方法，这种酯交联体在水泥碱性介质中，发生酯水解断裂，从而缓慢释放出低分子量聚合物，进而提高混凝土的保坍能力。但这种交联体前期的分散性较差。

US5911820公开了一种丙烯酸酯和单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇长链酯的共聚物，这种共聚物初始基本没有分散性，利用酯键在水泥碱性介质中缓慢水解释放出羧基，从而提高后期的分散能力，降低坍落度损失。但这类共聚物缺点是前期没有分散性，且后期随着酯键水解，羧基释放的同时，起到空间位阻作用的长侧链也会发生断裂，这样会抵消一部分保坍能力，因此这类聚合物的保坍能力还有待提高。

发明内容

因此，本发明一个的目的是提供一种可用作高保坍型聚羧酸减水剂的三元无规共聚物，该三元无规共聚物是由来自以下三种单体A、B、C的结构单元组成，重均分子量为10000～50000，来自单体A的结构单元占所有结构单元的摩尔总数的40～70％，来自单体B的结构单元占所有结构单元的摩尔总数的10～30％，来自单体C的结构单元占所有结构单元的摩尔总数的10～50％，其中单体A的结构式如下面的式(I)所示：

式中R₁至R₃各自独立地为H、CH₃或R₄和R₅各自独立地为H、OH或NH₂，a和c各自独立地为0或小于3的正整数，b和d各自独立地为小于5的正整数；

单体B的结构式如下面的式所示(II)：

式中R₆为H或CH₃，R₇为H或含有1至4个C原子的烷基，e为0或小于6的正整数；n为介于10～100之间的正整数；及

单体C的结构式如下面的式(III)所示：

式中R₈、R₉和R₁₀各自独立地为H、CH₃或(CH₂)_fCOOM₂，f为0或小于2的正整数，(CH₂)_fCOOM₂可以和COOM₁或其它的(CH₂)_fCOOM₂形成酸酐，M₁和M₂为H或碱金属。

在一个实施方案中，所述单体A为选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯和丙烯酰胺中的一种或多种，且来自单体A的结构单元占所有结构单元的摩尔总数的45～70％。

在另一实施方案中，来自单体A的结构单元占所有结构单元的摩尔总数的50～70％。

在另一实施方案中，所述单体B为端烯基聚醚，且其重均分子量为500～4000。

在另一实施方案中，所述单体B为端烯基聚醚，且其重均分子量为1600～3000。

在另一实施方案中，所述单体C为选自(甲基)丙烯酸或其盐、马来酸或其酸酐、衣康酸或其盐、柠康酸或其盐中的一种或多种。

本发明的另一目的是提供一种制备前述三元无规共聚物的方法，该方法包括：在聚合引发剂和链转移剂存在下，使单体A、B、C在水溶液中进行自由基无规共聚。