[发明专利]含苯环磺酸基嵌段改性聚羧酸保坍剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种含苯环磺酸基嵌段改性聚羧酸保坍剂的制备方法，采用嵌段聚合法制备聚羧酸保坍剂，以含苯环类单体和磺酸类单体在一定条件下发生共聚得到苯环磺酸基嵌段聚合物ⅰ，以聚醚大单体和丙烯酸常温下共聚得嵌段聚合物ⅱ，调整嵌段聚合物ⅰ和ⅱ的比例，以丙烯酸羟乙酯为衔接单体，打开双键与嵌段共聚物制备聚羧酸保坍剂。本发明制备的聚羧酸保坍剂采用嵌段法改性制备，以苯环增加短侧链区的空间位阻，磺酸基等强阴离子基团提供锚固基团，以不饱和烷基酯和丙烯酸衔接嵌段聚合物，使减水剂具有较强的保坍性能和持久的浆体流动度。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种含苯环磺酸基嵌段改性聚羧酸保坍剂的制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂是构成高性能混凝土不可或缺的五大组分之一，聚羧酸减水剂由于具有末端双键结构的聚醚大单体和小分子单体共聚形成高分子共聚物，被誉为第三代混凝土超塑化剂。含有聚醚侧链的聚羧酸保坍剂应具有绿色环保、高保坍、水泥适应广分子构造上自由度大、对混凝土增强效果显著优点，成功应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。在我国，聚羧酸保坍剂成功应用于三峡大坝、苏通大桥、京沪高铁等大型工程上并取得了显著成果。随着混凝土需求量的迅速增长，但混凝土的主要原料水泥、粉煤灰等胶凝材料存在很大的地域差异，砂石料来源多样化和优质原料供应紧张、杂质含量高等问题。对混凝土外加剂尤其是高性能保坍剂提出了更高要求，如保坍性好、适应性广等。

专利CN102731736(2012年10月17日)报道了一种三嵌段共聚物及其制备方法和应用。该发明是在干燥无水条件下由2-溴异丁酰溴、聚乙二醇含三乙胺中反应，得到双官能团的溴聚乙二醇大分子引发剂，在于丙烯酸叔丁酯及催化剂和配体在甲苯中进行原子转移自由基聚合得到。该发明通过原子转移自由基聚合得到了一种丙烯酸叔丁酯-b-聚乙二醇-b-聚丙烯酸叔丁酯嵌段共聚物，虽然使用的是丙烯酸酯类单体进行原子转移自由基聚合但并非理想的聚羧酸保坍剂结构，并且由于反应物未使用聚乙二醇类化合物等，难以实现类似减水剂侧链的空间位阻效应，因此限制了其应用与混凝土保坍剂领域。

专利CN106496444A公开了一种醚类聚羧酸保坍剂的制备方法，该发明通过将脂肪族基酯与不饱和酸酐酯化的酯化产物用于聚羧酸保坍剂的共聚合成中，在聚羧酸分子链结构中引入同时带有羧基和双重酯基的分子结构，带负电的羧酸根不会影响减水剂的静电斥力效应，同时可以改善混凝土的和易性及敏感问题。而双重酯基在水泥净浆的碱性条件下水解，缓解出更多的羧基，能够提高混凝土的保坍性能，同时该结构的聚羧酸保坍剂能够适应各种材料使用，敏感性较低。

专利CN105859979A公开了一种抗泥型聚羧酸保坍剂及其制备方法，该保坍剂由以下原料按照重量百分比计算制得：不饱和聚氧乙烯醚单体为50-75％，丙烯酸为4-8％，马来酸酐为6-12％，丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯为11-20％，链转移剂为0.5-3.0％，引发剂用量为0.1-5％，引发助剂为0.01-2％；具体制法是：双滴加滴加丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯溶液和引发助剂2-3.5h，保温1-1.5小时后加氢氧化钠溶液调节pH值为6-7，得含固量为40-45％的抗泥型聚羧酸保坍剂。

区别以上专利，本发明以嵌段聚合代替传统的水溶液中自由基聚合，原料分次投放，避免一次性投料丙烯酸等反应活性较强单体发生自聚，采用分部嵌段聚合，通过不同单体在各自条件下共聚得到的嵌段中间体，在特定条件下与剩余丙烯酸进行嵌段聚和得到苯环磺酸基嵌段改性聚羧酸保坍剂，该保坍剂保坍效果更佳。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种含苯环磺酸基嵌段改性聚羧酸保坍剂的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：本发明采用嵌段聚合法制备聚羧酸保坍剂，以含苯环类单体和磺酸类单体在一定条件下发生共聚得到苯环磺酸基嵌段聚合物ⅰ，以聚醚大单体和丙烯酸常温下共聚得嵌段聚合物ⅱ，调整嵌段聚合物ⅰ和ⅱ的比例，以丙烯酸羟乙酯为衔接单体，打开双键与嵌段共聚物制备聚羧酸保坍剂。具体如下：