一种聚羧酸保坍剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚羧酸保坍剂及其制备方法，该聚羧酸保坍剂由不饱和聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B、疏水性羧酸酯单体C和不饱和单体D通过本体聚合制备获得。本发明专利技术公开的聚羧酸保坍剂在水泥基材料中具有良好的分散能力和分散保持能力，和易性好，性能优良。

【技术实现步骤摘要】
一种聚羧酸保坍剂及其制备方法
本专利技术属于建筑外加剂
，涉及到一种混凝土用聚羧酸保坍剂及其制备方法。
技术介绍
保坍型聚羧酸减水剂或者聚羧酸保坍剂一直是聚羧酸减水剂开发中的热点，它能改善混凝土的施工状态，延迟混凝土塑化反应时间，从而为远距离施工和运输带来方便。在建筑施工过程中，保坍剂是必不可少的外加剂组分，其性能对施工过程的效率和质量具有重要影响。当前保坍剂制备大部分是采用亲水性的酯类单体与丙烯酸等单体通过水溶液聚合制备获得，如专利CN104692700B报道一种徐放保坍型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法，是通过异戊烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在水溶液中制得。专利CN107344988A报道了一种高适应性保坍减水剂聚羧酸减水剂及其制备方法，采用4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等单体通过水溶液聚合制备获得，但是这些保坍减水剂均为亲水性单体，且丙烯酸羟乙酯或羟丙酯结构中只含有一个酯基，保坍性能难以维持较长时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供的一种聚羧酸保坍剂及其制备方法，共聚物中采用了疏水性的烯丙基丙二酸二烷基酯，能够调节共聚物的亲水亲油平衡，和易性更好，且分子结构带有二个羧酸酯基，水解后能释放出更多的羧酸根离子，保坍能力更强，性能更好。本专利技术的目的是这样实现的：一种聚羧酸保坍剂，它由不饱和聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B、疏水性羧酸酯单体C和不饱和单体D通过本体聚合制备获得，其中不饱和聚醚大单体A结构通式如式1所示：其中R1为氢或者C1-C4烷基，R2为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-OCH2CH2CH2CH2-或者基团，R3为氢、C1-C4烷基或膦酸酯基，n为10-90的整数，m为0-30的整数；不饱和羧酸单体B为丙烯酸或者甲基丙烯酸；疏水性羧酸酯单体C为烯丙基丙二酸二甲酯或烯丙基丙二酸二乙酯；不饱和单体D为丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-N，N-二乙基氨基乙酯、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的一种或几种。不饱和聚醚大单体A:不饱和羧酸单体B:疏水性羧酸酯单体C:不饱和单体D的单体摩尔比为1:0.5～4:1～3:0～1。所述的聚羧酸保坍剂，不饱和聚醚大单体A优选甲基丙烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种。所述的聚羧酸保坍剂，不饱和聚醚大单体A为异戊烯醇聚氧乙烯醚，不饱和羧酸单体B为丙烯酸，疏水性羧酸酯单体C为烯丙基丙二酸二乙酯。所述的聚羧酸保坍剂，也可以是不饱和聚醚大单体A为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚，不饱和羧酸单体B为丙烯酸，疏水性羧酸酯单体C为烯丙基丙二酸二乙酯，不饱和单体D为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。所述的聚羧酸保坍剂，其重均分子量为20000-60000。所述的聚羧酸保坍剂的制备方法，具体步骤如下：将不饱和聚醚大单体A加入到反应釜中，在50℃-80℃下加热熔融，一次性加入引发剂，然后滴加不饱和羧酸单体B、疏水性羧酸酯单体C、不饱和单体D和链转移剂的混合液，滴加时间控制在2-4小时，滴加结束后熔融状态下保温反应1-3小时使聚合反应完全，然后将液态的聚合产物通过管道进入切片机降温切片，粉碎得到固体聚羧酸保坍剂。所述的聚羧酸保坍剂制备方法，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰中的一种或几种组合，引发剂用量为单体总质量的0.3％-1.5％。所述的聚羧酸保坍剂制备方法，链转移剂为十二烷基硫醇、十六烷基硫醇、十八烷基硫醇、巯基乙酸-2-乙基己酯、巯基乙酸异辛酯、巯基丙酸异辛酯中的一种或几种，链转移用量为单体总质量的0.4％-2.0％。本专利技术的有益效果在于通过本体聚合在分子结构中引入了疏水单体烯丙基丙二酸二乙酯，与传统水溶液自由基聚合合成的聚羧酸减水剂相比，本专利技术公开的聚羧酸保坍剂有效调节了亲水疏水比例，在疏水的水泥颗粒分散过程中和易性更好，且在水泥水化的碱性环境下，丙二酸二乙酯比传统的丙烯酸单酯水解能够释放出更多的羧酸根离子，持续分散的效果更佳。综合来看，本专利技术的聚羧酸保坍剂在水泥基材料中具有良好的分散能力和分散保持能力，和易性好，性能优良。具体实施方式以下参考具体实施例，对本专利技术做进一步说明，但不对专利技术造成任何限制。实施例1将840g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚投入反应釜中，70℃加热熔融后一次性加入8g过硫酸铵，搅拌均匀后开始滴加由50.4g丙烯酸、140g烯丙基丙二酸二乙酯和10.6g巯基丙酸异辛酯组成的混合液，滴加180min，滴加结束后保温反应120min使聚合反应完全，然后冷却切片粉碎得固体聚羧酸保坍剂SLR-1。实施例2将840g分子量为2400的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚投入反应釜中，70℃加热熔融后一次性加入8.3g过硫酸铵，搅拌均匀后开始滴加由44.1g丙烯酸、122g烯丙基丙二酸二乙酯、12.5g丙烯酸二甲氨基乙酯和10.6g巯基丙酸异辛酯组成的混合液，滴加180min，滴加结束后保温反应120min使聚合反应完全，然后冷却切片粉碎得固体聚羧酸保坍剂SLR-2。实施例3将700g分子量为2000的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯投入反应釜中，65℃加热熔融后一次性加入6.8g过硫酸铵，搅拌均匀后开始滴加由60.2g甲基丙烯酸、70g烯丙基丙二酸二乙酯、14.5g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和8.5g巯基乙酸-2-乙基己酯组成的混合液，滴加150min，滴加结束后保温反应120min使聚合反应完全，然后冷却切片粉碎得固体聚羧酸保坍剂SLR-3。实施例4将840g分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚投入反应釜中，70℃加热熔融后一次性加入4g过硫酸铵和3g偶氮二异丁腈，搅拌均匀后开始滴加由63g丙烯酸、87.6g烯丙基丙二酸二乙酯、12.6g烯丙基磺酸钠8g巯基丙酸异辛酯组成的混合液，滴加180min，滴加结束后保温反应120min使聚合反应完全，然后冷却切片粉碎得固体聚羧酸保坍剂SLR-4。实施例5将825g分子量为3000的4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚投入反应釜中，60℃加热熔融后降温至20～30度，一次性加入4.6g过硫酸铵，搅拌均匀后开始滴加由49.5g丙烯酸、47.3g烯丙基丙二酸二甲酯和8g十二硫醇组成的混合液，滴加180min，滴加结束后保温反应120min使聚合反应完全，然后冷却切片粉碎得固体聚羧酸保坍剂SLR-5。应用评价：对以上5个实施例进行应用性能评价，混凝土坍落度和扩张度均按照国标GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试，混凝土配合比如表1所示，聚羧酸保坍剂性能测试按照GB8076-2008《混凝土外加剂》标准中高性能减水剂的测试要求，将实施例中合成的样品与市售的某保坍型聚羧酸减水剂(代号PCE)进行了性能对比，采用水泥为南方P.O42.5,河沙细度模数2.7，石子粒径为5～25mm连续级配碎石。实验结果如表2所示：表1混凝土配合比材料PO.42.5水泥粉煤灰河砂石子用水量外加剂掺量用量/m3282kg70kg787kg1086kg155kg3.52kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚羧酸保坍剂，其特征在于它由不饱和聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B、疏水性羧酸酯单体C和不饱和单体D通过本体聚合制备获得，其中不饱和聚醚大单体A结构通式如式1所示：

【技术特征摘要】
1.一种聚羧酸保坍剂，其特征在于它由不饱和聚醚大单体A、不饱和羧酸单体B、疏水性羧酸酯单体C和不饱和单体D通过本体聚合制备获得，其中不饱和聚醚大单体A结构通式如式1所示：其中R1为氢或者C1-C4烷基，R2为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-OCH2CH2CH2CH2-或者基团，R3为氢、C1-C4烷基或膦酸酯基，n为10-90的整数，m为0-30的整数；不饱和羧酸单体B为丙烯酸或者甲基丙烯酸；疏水性羧酸酯单体C为烯丙基丙二酸二甲酯或烯丙基丙二酸二乙酯；不饱和单体D为丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸-N，N-二乙基氨基乙酯、烯丙基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯中的一种或几种；不饱和聚醚大单体A︰不饱和羧酸单体B︰疏水性羧酸酯单体C︰不饱和单体D的单体摩尔比为1︰0.5～4︰1～3︰0～1。2.根据权利要求1所述的聚羧酸保坍剂，其特征在于不饱和聚醚大单体A为甲基丙烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的聚羧酸保坍剂，其特征在于不饱和聚醚大单体A为异戊烯醇聚氧乙烯醚，不饱和羧酸单体B为丙烯酸，疏水性羧酸酯单体C为烯丙基丙二酸二乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍华，冯中军，徐健，傅乐峰，
申请(专利权)人：上海三瑞高分子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31