一种接枝共聚物及引气保坍型聚羧酸盐混凝土减水剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工建材中混凝±外加剂技术领域，尤其设及一种接枝共聚物及引气 保巧型聚駿酸盐混凝±减水剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的迅速发展，大型工程的建设越来越多，混凝±技术不断向高强度、 高耐久性、高工作性或特种性能发展，外加剂已成为混凝±必不可少的组分之一，而高效减 水剂是混凝±外加剂中应用最多的一种。
[0003] 目前，国内使用的混凝±减水剂W蒙系减水剂为主，具有生产工艺和应用技术比 较成熟、减水率较高、价格便宜的优点，但存在与水泥适应性不够好、巧落度经时损失大W 及由此产生的耐久性差等问题，且产品中含有甲醒等有毒物质，极易造成环境污染，危害人 体健康。
[0004] 与之相比，新型的聚駿酸盐混凝±高效减水剂则由于具有低渗量、高流动、大保 巧、水泥适应性好、分子结构可变因素多等诸多优点而迅速成为世界性的研究热点。与此同 时，由于"高性能混凝±"该一全新概念的提出，使得人们对混凝±质量观由过去的单纯追 求强度开始转变为同时注重混凝±耐久性、工作性W及在严酷使用环境中的适应性，该就 要求减水剂具有一定的引气性和良好的巧落度保持性。新型的聚駿酸盐混凝上高效减水剂 将成为人们配制低水胶比、高强、高耐久性混凝±的首选。在国外，尤其是日本，引气高效駿 酸减水剂已广泛应用于水利、道路等要求高耐久性的混凝±工程中，但引气形成的气泡大 小不一不够稳定，影响混凝±强度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种接枝共聚物及引气保巧型 聚駿酸盐混凝±减水剂的制备方法。W聚亚烷基二醇丙締酸醋类单体、駿酸类单体、締丙基 横酸类单体等为原料制备引气保巧型减水剂。本发明生产工艺相对简单、反应条件容易控 审IJ、对生产设备要求较低，是一种具有低渗量、大减水、高保巧、适当引气性的聚駿酸盐混凝 ±高效减水剂。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为： 一种接枝共聚物，所述接枝共聚物的结构式为通式IV :
【主权项】
1. 一种接枝共聚物，其特征在于：所述接枝共聚物的结构式为通式IV :
通式IV中：a，b，c的摩尔数比为0~3:2~7:1~5 ;n表示重复单元的摩尔数，为1~99的整 数。
2. 如权利要求1所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：它是由通式I、通式II和通 式III三种单体进行共聚反应制得的接枝共聚物， 通式I为聚亚烷基二醇丙烯酸酯类单体：
通式I中为碳原子数1~5的烷基；R 2为OH，H或碳原子数1~10的烷基；m为氧化烯 基的平均加成摩尔数，为1~99的整数； 通式II为羧酸类单体：
通式II中：R3为H或碳原子数1~5的烷基；M H，Na +或碳原子数为1~4的烷基； 通式III为烯基磺酸类单体：
通式III中：1?4为H或碳原子数1~5的烷基；M 2为H，Na +; 反应式如下： 式中：a，b，c表示相应单体单元的摩尔数，a:b:c=0~3:2~7:l~5 ;n表示重复单元的摩尔 数，为1~99的整数。
3. 如权利要求2所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：包括下列步骤： (1)制备具有反应活性的大单体：聚亚烷基二醇丙烯酸酯类单体 将聚亚烷基二醇单体和羧酸类单体加入到装有冷凝分流装置的反应器中，加入阻聚 剂、催化剂、溶剂，搅拌，升温至80~125°C，反应5~15小时，通过减压蒸馏蒸出溶剂并回收， 即得含有过量羧酸类单体的聚亚烷基二醇丙烯酸酯类单体； 其中，加入聚亚烷基二醇单体与羧酸类单体的摩尔比为：1:1. 25~4. O ;加入催化剂量 为所加单体总重量的1~1〇% ;加入阻聚剂量为单体总重量的〇. 1~2. 5% ;加入溶剂量为接枝 单体总重量的15~35% ;当所采用溶剂为甲苯时，反应温度为110~125°C ;当所采用溶剂为环 己烷时，反应温度为80~95°C ;溶剂回收率达98~100% ; (2)合成接枝共聚物 单体溶液的配制 将聚亚烷基二醇丙烯酸酯类单体、羧酸类单体和烯基磺酸类单体的混合物加水配成水 溶液体系，单体溶液的浓度为20~70% ; S引发剂溶液的配制 将过硫酸盐加水配成引发剂溶液，引发剂溶液的质量浓度为0. 1~4. 0% ; 自由基溶液聚合 在反应器内加入单体总重量I. 〇~2. 5倍的水为分散介质，搅拌，升温到75~95°C，加入 单体溶液和引发剂溶液，反应4~8小时，降温，得到接枝共聚物； 其中，引发剂加入量为单体总重量的〇. 1~5%，单体溶液在0~5小时内完全投入，引发剂 溶液在2~6小时内完全投入。
4. 根据权利要求3所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：步骤（1)在制备具有反应 活性的大单体过程中所述聚亚烷基二醇单体选用不同分子量的聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇 中的一种或任意质量比的混合物；所述羧酸类单体选用丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的混合物；所述催化剂选用浓硫酸、对甲苯磺酸中的 一种或任意质量比的混合物；所述阻聚剂选用吩噻嗪、苯酚衍生物中的一种或任意质量比 的混合物，优选吩噻嗪；步骤（1)接枝反应中所述溶剂选用甲苯、环己烷中的一种或任意质 量比的混合物。
5. 根据权利要求3所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：步骤（2)合成反应中所述 聚亚烷基二醇丙烯酸酯类单体选用不同分子量的聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单 丙烯酸酯中的一种或任意质量比的混合物；所述羧酸类单体选用丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上任意质量比的的混合物；所述烯基磺酸类单 体选用烯丙基磺酸盐、甲代烯丙基磺酸盐中的一种或任意质量比的混合物。
6. 根据权利要求3所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：所述单体溶液和引发剂 溶液均采用匀速滴加法加入反应器内。
7. 根据权利要求3所述接枝共聚物的制备方法，其特征在于：选用不同分子量的聚亚 烷基二醇丙烯酸酯类单体同时与羧酸类单体和烯丙基磺酸类单体共聚，或只与烯丙基磺酸 类单体共聚，合成的产品可以单独或以任意比例复配使用。
8. 如权利要求1所述的接枝共聚物在制备羧酸盐混凝土减水剂中的应用。
9. 引气保坍型聚羧酸盐混凝土减水剂，其特征在于：所述减水剂为接枝共聚物加碱中 和至PH=6. 5~8,得到的共聚物盐溶液。
10. 根据权利要求9所述引气保坍型聚羧酸盐混凝土减水剂的制备方法，其特征在于： 接枝共聚物加碱中和至PH=6. 5~8,得到的共聚物盐溶液为引气保坍型聚羧酸盐混凝土减水 剂。
【专利摘要】本发明属于化工建材中混凝土外加剂技术领域，尤其涉及一种接枝共聚物及引气保坍型聚羧酸盐混凝土减水剂的制备方法。本发明引气保坍型聚羧酸盐引气型混凝土高效减水剂的合成是利用聚氧化烯基醚类单体，在制备具有反应活性的大单体过程中引入双键，再与羧酸类单体、烯丙基磺酸类单体在溶液中发生共聚，引入长侧链，制备工艺十分简单，反应条件易于控制，生产过程不产生工业三废，溶剂回收后可循环利用，并且溶剂回收率达到98~100%，即保证了经济效益，又无环境污染。
【IPC分类】C08F220-06, C04B103-30, C08F228-02, C08F290-06, C04B24-16
【公开号】CN104725578
【申请号】CN201510118514
【发明人】王峰, 尹方勇, 周俊华
【申请人】东阿东昌天汇科技有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月18日