[发明专利]接枝共聚阳离子侧链的高抗泥型混凝土减水剂的制备方法

摘要

接枝共聚阳离子侧链的高抗泥型混凝土减水剂的制备方法属于减水剂领域。本发明通过先阳离子侧链聚合再酯化反应而后接枝共聚的方法合成接枝共聚阳离子侧链的高抗泥型混凝土减水剂材料，即以不饱和阳离子季铵盐单体为反应物，在高价铈盐与醇类组成的氧化‑还原引发体系下自由基聚合得到端羟基阳离子侧链，然后将不饱和羧酸、端羟基阳离子侧链、聚乙二醇单甲醚在催化剂的作用下进行酯化反应生成两种大单体，再以不饱和羧酸类单体、阳离子侧链大单体、聚醚侧链大单体为反应物，在引发剂和链转移剂作用下进行自由基接枝共聚合反应制得。本发明过程步骤简单、高效快捷、调控方便、节能环保，创新合成复合侧链结构，实现减水保坍和抑制粘土副作用的功效。

主权项

一种接枝共聚阳离子侧链的高抗泥型混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，通过先阳离子侧链聚合再酯化反应而后接枝共聚的方法合成高抗泥型混凝土减水剂材料的条件和步骤如下：(1)阳离子侧链聚合：首先将单体不饱和阳离子季铵盐和还原剂低级脂肪醇加入反应器中，再加入水配制成质量浓度为2‑10％的水溶液，反应器充氮气反复3‑5次除氧10‑30分钟后密封，加入氧化剂高价铈盐，搅拌10‑30分钟待其混合均匀，继续升温至10‑60℃下进行聚合反应，反应6‑16小时，即得端羟基阳离子侧链水溶液；(2)酯化反应：将步骤(1)所得产物端羟基阳离子侧链水溶液与(甲基)丙烯酸相混合，再加入聚乙二醇单甲醚，升温至50‑70℃，待聚乙二醇单甲醚呈液态，抽真空除去体系内水分，加入催化剂，搅拌5‑20分钟，温度升高至80‑100℃时加入带水剂，继续升温至100‑150℃下进行酯化反应，反应的同时将反应所得水分离出去，反应2‑10小时后通过抽真空脱去带水剂，得到酯化反应产物；(3)接枝共聚：向步骤(2)所得酯化反应产物中依次加入(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物、水、分子量调节剂、质量分数为1‑30％的引发剂过硫酸盐水溶液，并且每次加料间隔搅拌时间5‑20分钟，升温至55‑90℃下进行聚合反应，反应1.5‑8小时，冷却至25‑40℃，最后加入水稀释即得所需浓度的接枝共聚阳离子侧链的混凝土减水剂溶液；其中，步骤(1)中所述的不饱和阳离子季铵盐为三甲基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、四烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵中的一种或几种，用量与步骤(1)中所述的高价铈盐的摩尔比为10‑1000：1；步骤(1)中所述的低级脂肪醇为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、2‑甲基‑1‑丁醇、3‑甲基‑1‑丁醇、2，2‑二甲基‑1‑丙醇或环己醇；步骤(1)中所述的高价铈盐为硝酸铈铵或硫酸铈铵，用量与步骤(1)中所述的低级脂肪醇的摩尔比为0.03‑1：1；步骤(2)中所述的聚乙二醇单甲醚与步骤(1)中所述的低级脂肪醇的摩尔比为1‑5：1；步骤(2)中所述的催化剂为对甲苯磺酸、磷酸或氨基磺酸，用量为步骤(2)中所述的聚乙二醇单甲醚质量的2.5‑20％；步骤(2)中所述的带水剂为环己烷、苯或甲苯，用量为酯化反应中反应物总质量的8‑30％，所指的反应物为步骤(1)中所得产物端羟基阳离子侧链、步骤(2)中所述的聚乙二醇单甲醚和步骤(2)中所述的(甲基)丙烯酸；步骤(3)中所述的不饱和羧酸为衣康酸、马来酸、富马酸中的一种或几种，不饱和羧酸能够加入或者不加入，当加入时用量与步骤(3)中所述的(甲基)丙烯酸的摩尔比为0.1‑5：1；步骤(3)中所述的加入水的质量是步骤(3)中所述的(甲基)丙烯酸或其与不饱和羧酸的混合物和步骤(2)所得酯化反应产物质量和的80‑200％；步骤(3)中所述的分子量调节剂为巯基乙酸、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠或正十二烷基硫醇，用量与步骤(1)中所述的低级脂肪醇和步骤(2)中所述的聚乙二醇单甲醚的总摩尔比为0.1‑0.4：1；步骤(3)中所述的引发剂过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，用量与步骤(1)中所述的低级脂肪醇和步骤(2)中所述的聚乙二醇单甲醚的总摩尔比为0.05‑0.25：1。