[发明专利]一种新型层状复合材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域：

本发明涉及复合材料技术领域，具体的涉及一种新型层状复合材料。

背景技术：

稠环芳烃来源丰富，大量存在于石油和煤焦油中，主要包括萘、蒽、 菲、芘、荧蒽以及薁等。这类来源丰富的单体，一旦生成聚合物后，呈现 出优异的性能，也正因为如此，稠环芳烃聚合物近年来吸引了众多研究者 的关注。在稠环芳烃聚合物中，聚萘又是研究得最早、最充分且最应用前 景的聚合物之一。羧基化的聚萘可以溶于水，由于主链的亲油性和羧基的 亲水性，它是一个两亲性分子，它可吸附在水泥粒子的表面，形成扩散和 偶电层。由于水泥粒子带同种电荷而产生排斥，从而使水泥粒子分散。因 此羧基化的聚萘可以应用于减水剂，但是现有技术中聚萘的制备方法较为 复杂，产物结构难以控制，进一步影响了其减水率，从而阻碍了其实际应 用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型层状复合材料，其可应用于减水剂，具 有较高的减水率，掺量低，混凝土坍损小，稳定性好，且制备条件易于控 制，生产成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型层状复合材料，该复合材料可应用于减水剂；

其制备方法包括以下步骤：

(1)聚萘的制备：称取3,4,9,10-苝四甲酸二酐放置于瓷舟中，接着 把装有3,4,9,10-苝四甲酸二酐的瓷舟放置于管式电炉中，密封，置换管 式电炉中的气体3次，然后一直通高纯Ar，气流控制在1.2-1.5ml/min， 开始升温至550℃，接着调整升温速率，升温至650℃，并保温4-5h，自 然冷却，得到聚萘；

(2)羧基化聚萘的制备：在装有聚萘的烧瓶中滴加H₂SO₄与HNO₃的混 酸，维持体系温度7-10h，自然冷却后，经过滤、洗涤，干燥后得到羧基 化聚萘；

(3)聚萘接枝聚乙二醇的制备：在聚乙二醇溶液中依次加入步骤(2) 制备的羧基化聚萘和硫酸，维持体系温度8-16h，自然冷却后，经砂芯漏 斗过滤、用水、乙醇洗涤，放置于45-85℃的干燥16-96h后，得到聚萘接 枝聚乙二醇复合材料。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述气流控制为1.45ml/min。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述开始升温的速率为4.5℃ /min。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述调整后的升温速率为1℃ /min。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，混酸中H₂SO₄与HNO₃的体积 比为1-3:1。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述硫酸的质量分数为98.3％。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，聚乙二醇溶液的质量百分含 量为0.01％-1.2％。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述聚乙二醇、羧基化聚萘 与硫酸的质量比为1:4:70-90。

本发明具有以下有益效果：

聚萘具有良好的层状结构，羧基化后的聚萘可以溶于水，其可以吸附 水泥于其层状结构中，使得水泥的分散性大大提高，且表面吸附羧基化聚 萘的水泥表面带同种电荷而发生排斥，分散性大大提高，但是聚萘外表面 覆水泥时，水泥仍会发生聚集，本发明在羧基化的聚萘表面接枝有聚乙二 醇，聚乙二醇可以良好的吸附水泥，接枝后的复合材料在水中可以发生水 解，吸附在水泥粒子表面的扩散层变厚，分散效果厚，分散效果好；

该复合材料稳定性好，制备条件易于控制，生产成本低，无毒，有利 于环境保护。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施 例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种新型层状复合材料，该复合材料可应用于减水剂；其制备方法包 括以下步骤：