一种超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备方法技术

技术编号:11095109 阅读:124 留言:0更新日期:2015-02-27 16:02
本发明专利技术提供一种超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备方法,所述方法使用含叔氨基的不饱和单体,与氧化剂构成氧化还原体系,在叔氨基的α位产生自由基,引发不饱和大单体以及具有吸附作用的极性单体发生自由基共聚,含叔氨基的不饱和单体的不饱和双键亦参与聚合,这种氧化还原和聚合的同步进行使得不同聚合物链之间发生交联,从而形成超支化结构。本发明专利技术所述方法工艺简单,所得超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂具有掺量低、减水率高、对粘土适应性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属于混凝土外 加剂

技术介绍
聚羧酸水泥分散剂(减水剂)作为第三代水泥分散剂,由于具有分子结构可调特 性,已取得重要发展。尽管其在共聚单体和共聚技术方面经过很大改良,但仍然无法满足现 代建筑工程对高性能水泥分散剂的要求,如高减水率,低粘度,适应性强,尤其是粘土适应 性强等。 开发新型结构聚羧酸类共聚物成为提高聚羧酸类水泥分散剂性能的一个方向,t匕 如星型结构、超支化结构、树枝型结构等等,这些新型结构大大增加了聚合物分子结构中的 吸附基团数目,其位阻较大,提高了对水泥的分散作用,同时新型拓扑结构还赋予聚羧酸减 水剂以独特的性能,例如良好的粘土适应性、较低的粘度等。 普通梳型共聚物的聚乙二醇侧链易与砂石骨料中所含微量粘土(主要为蒙脱土) 发生插层反应,导致聚羧酸优先吸附于粘土。粘土具有非常大的比表面积,因此相对水泥对 聚羧酸减水剂具有更高吸附率,骨料中微量粘土往往会导致聚羧酸减水剂减水性能严重下 降。 目前关于超支化聚羧酸(hyper-branched PCE)合成方法的报道尚不多见。专利 CN101580353报道了一种超支化聚羧酸盐高效减水剂及其制备方法,该制备方法分为两步: 第一步,以N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,以偶氮二氰基戊酸作为引发剂,丙烯酸酯、甲基丙 烯磺酸钠和烯丙基聚氧乙烯醚共聚成末端含羧基聚合物主链;第二步,依次利用乙二胺与 羧基的酰胺化反应和胺基与丙烯酸中双键的迈克尔加成反应,在聚合主链两端接枝超支化 的聚酰胺结构。这种方法仅在聚合物链末端引入超支化结构,难以完全体现超支化结构的 优势,同时合成步骤繁琐,大量有机溶剂对环境造成污染,部分原料及引发剂价格昂贵,成 本较高。 专利CN102002134报道了一种先形成星型支化骨架,末端溴化后通过ATRP法形 成聚羧酸主链作为臂结构的超支化聚羧酸合成方法,但很明显ATRP目前还无法实行工业 化,此方法仅停留在实验室阶段。 开发一种简单易行、成本低廉、易于工业化生产的具有优异性能的超支化聚羧酸 共聚物水泥分散剂势在必行。
技术实现思路
针对现有技术中的水泥分散剂在掺量、减水率、以及粘土适应性方面不适合现代 建筑工程的要求,以及现有拓扑结构聚羧酸工艺复杂,所得水泥分散剂的结构优势体现不 明显,原材料成本高等问题,本专利技术提供一种超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备 方法,其具有掺量低、减水率高、对粘土适应性好、工艺简单等优点。 本专利技术研究者经实验发现含叔氨基的不饱和单体,其叔氨基团可与某些氧化剂发 生氧化还原反应,形成自由基,引发不饱和单体聚合,又由于其本身也具有双键,因此也可 以参与聚合形成聚合物主链,同时叔氨基团进一步与氧化剂发生氧化还原反应,在主链上 产生活性自由基位点,此位点可进一步引发不饱和单体聚合,进而形成超支化型结构。这种 超支化型结构的聚羧酸共聚物相对梳型聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面具有更强的吸附能 力,提供更好的分散效果。 采用本专利技术技术制得的聚羧酸减水剂,由于具有超支化结构,侧链之间位阻较大, 导致聚乙二醇侧链很难插入粘土层间,因此对粘土具有非常好的适应性。 本专利技术所述的超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备方法,即为使用含叔氨 基的不饱和单体C,与氧化剂D构成氧化还原体系,在叔氨基的α位产生自由基,引发不饱 和大单体A以及具有吸附作用的极性单体B发生自由基共聚,含叔氨基的不饱和单体C中 的不饱和双键亦参与聚合,这种氧化还原和聚合的同步进行使得不同聚合物链之间发生交 联而形成超支化结构。 单体A用通式(1)表示: 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备方法,其特征在于:使用含叔氨基的不饱和单体C,与氧化剂D构成氧化还原体系,在叔氨基的α位产生自由基,引发不饱和大单体A以及具有吸附作用的极性单体B发生自由基共聚,含叔氨基的不饱和单体C中的不饱和双键亦参与聚合,这种氧化还原和聚合的同步进行使得不同聚合物链之间发生交联,从而形成超支化结构。

【技术特征摘要】
1. 一种超支化型聚羧酸类共聚物水泥分散剂的制备方法,其特征在于:使用含叔氨基 的不饱和单体C,与氧化剂D构成氧化还原体系,在叔氨基的α位产生自由基,引发不饱 和大单体A以及具有吸附作用的极性单体B发生自由基共聚,含叔氨基的不饱和单体C中 的不饱和双键亦参与聚合,这种氧化还原和聚合的同步进行使得不同聚合物链之间发生交 联,从而形成超支化结构。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于:不饱和大单体A用通式(1)表示:式中,R1代表H或者CH3 ;Χ = 0、CH20、CH2CH2O ;m为环氧乙烷的平均加成摩尔数,其为 5?200的整数。3. 根据权利要求2所述的方法,其特征在于:不饱和大单体A选自乙烯基聚乙二醇醚、 烯丙基聚乙二醇醚、甲代烯丙基聚乙二醇醚、3-甲基-3-丁烯-1-醇基聚乙二醇醚中的任意 一种以上成份以任意比例混合的混合物。4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于:极性单体B用通式(2)表示:式中R2代表H或者COOM ;R3代表H或者CH3 ;M代表H、Na、K或NH4。5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于:极性单体B选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马 来酸或丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸的钠盐、钾盐或铵盐的任意一种以上成份以任意比例混 合的混合物。6. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于:构成氧化还原体系的含叔...

【专利技术属性】
技术研发人员:冉千平黄振杨勇张建纲刘浩
申请(专利权)人:江苏苏博特新材料股份有限公司江苏省建筑科学研究院有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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