[发明专利]含苯环酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种含苯环酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸减水剂及其制备方法，所述聚羧酸减水剂母液由以下材料制备而成：聚醚大单体350‑362份、丙烯酸20‑32份、酰胺类单体3‑8份，苯环类单体3‑10份、引发剂3‑4.5份、链转移剂1.2‑1.8份、其余为水，总质量为1000份，固含量为40％。聚合过程步骤一：以苯环类单体、酰胺类单体在25‑35℃温度下引发共聚得亲水性嵌段聚合物Ⅰ；步骤二：以聚醚大单体、丙烯酸在常温条件下共聚制得嵌段聚合物Ⅱ；步骤三：向嵌段聚合物Ⅱ中同时滴加嵌段聚合物Ⅰ、丙烯酸、链转移剂的混合液和引发剂，在30‑50℃温度下滴加时间为2‑3h，冷却至室温后即得苯环酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂母液。本发明制备的聚羧酸减水剂相对普通减水剂吸附分散效果较佳，保坍能力更强且有早强效果。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种含苯环酰胺嵌段聚合物改性聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂(Polycarboxylate Superplasticizer)作为第三代新型减水剂，具有高减水，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，降低混凝土收缩等特点，广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。在我国，聚羧酸减水剂成功应用于三峡大坝、苏通大桥、田湾核电站、京沪高铁等大型工程上并取得了显著成果。但聚羧酸减水剂也存在一些温度敏感性强、材料含泥量敏感性强、功能化产品较少的问题，这决定了聚羧酸减水剂的发展历程还很漫长，国内研究者设计不同结构的聚羧酸减水剂或者改性以降低聚羧酸减水剂的敏感性，同时增加聚羧酸的减水保坍能力。

本发明通过嵌段聚合制备聚羧酸减水剂，与常规聚羧酸减水剂制备方法不同，通过将聚醚单体与部分不饱和单体引发聚合制备嵌段共聚物中间体，再与丙烯酸单体自由基共聚，可以有效调控反应体系中的单体活性匹配，并通过苯环酰胺嵌段共聚物改性，此法制备的聚羧酸减水剂吸附分散能力更佳，流动性保持性更好。

专利CN108570133A公开了一种具有嵌段结构的聚羧酸减水剂的合成方法，以及依据该合成方法制得的产品。该合成方法包括以下步骤：向第一反应容器中加入马来酸酐，不饱和醇聚醚以及引发剂A，生成低聚物A；向第二反应容器中加入马来酸酐和硅烷偶联剂，反应生成有机硅化合物；然后在70℃-90℃的反应温度下，加入引发剂B，使有机硅化合物共聚为低聚物B；向第三反应容器中加入低聚物A，低聚物B，丙烯酸以及引发剂C，接着在10℃-25℃的反应温度下反应完全，后处理，即得具有嵌段结构的聚羧酸减水剂。该具有嵌段结构的聚羧酸减水剂的初始性能和经时性能均明显优于现有的聚羧酸减水剂。

CN102826784A公开了一种聚羧酸减水剂及其制备方法，将大单体、不饱和羧酸、酰胺或酸酐，不饱和磺酸盐单体，以及氧化剂和水，在45℃下加入还原剂，保温3-5小时，用液碱中和得到目标产品。该工艺的产品存在坍落度经时损失大，和易性差的问题。

CN105175740A公开了一种高和易性酯类聚羧酸减水剂的制备方法，先由丙烯酸与和易性高的活性单体混合，加入氧化剂和助引发剂，在低温下滴加不饱和单体、链转移剂、还原剂和水的混合液，反应得到嵌段共聚物中间体，后加入聚乙二醇单甲醚与催化剂进行酯化接枝，最后中和制得。本发明制备的高和易性酯类聚羧酸减水剂通过分子结构设计，引进和易性好的活性单体，采取先低温聚合后高温酯化的方法，该方法双键破坏率低，共聚程度高，生产的减水剂和易性好，减水率高，工业化生产工艺简单，生产周期大大缩短，生产过程绿色环保、无污染。

区别于以上专利，本发明以嵌段聚合取代传统的水溶液体系中自由基聚合，避免丙烯酸等活性单体大量存在而导致自聚，通过不同单体共聚得到的嵌段中间体，在一定条件下与剩余丙烯酸共聚得到嵌段结构的聚羧酸减水剂，通过调控温度、滴加时间、引发剂与链转移剂用量控制反应体系中引发速率与链终止速率平衡，制备一定范围分子量的嵌段共聚物，进而得到嵌段结构的聚羧酸减水剂。苯环酰胺为主要基团的嵌段共聚物改性聚羧酸减水剂，使改性后的聚羧酸减水剂减水和保坍能力更佳。

发明内容