一种三臂嵌段聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种三臂嵌段聚羧酸减水剂及其制备方法，属于减水剂领域。其制备方法具体包括如下步骤：步骤S1，将不饱和羧酸单体、改性聚醚、引发剂及RAFT试剂混合，通过可逆加成‑裂解链转移聚合反应，制得嵌段聚羧酸减水剂；步骤S2，将所述嵌段聚羧酸减水剂进行巯基封端反应，制得巯基封端的聚羧酸减水剂；步骤S3，通过点击反应将所述巯基封端的聚羧酸减水剂接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。本发明专利技术制备出的减水剂具有较好的综合性能，是具有三个支臂的星型结构，能有效提高混凝土的和易性和减少水泥的用量；且制备过程简单，反应条件温和。

A three-arm block Polycarboxylic Water Reducer and its preparation method

The invention discloses a three-arm block polycarboxylic acid water reducing agent and a preparation method thereof, belonging to the field of water reducing agent. The preparation method comprises the following steps: (1) the block polycarboxylic acid water reducer is prepared by reversible addition chain transfer polymerization of unsaturated carboxylic acid monomer, modified polyether, initiator and RAFT reagent; and (2) the block polycarboxylic acid water reducer is capped by thiol group, and the thiol group end-capped polycarboxylic acid water reducer is prepared by clicking anti-reaction; The thiol-terminated polycarboxylic acid water reducer should be grafted onto the Triple-arm center body to prepare the Triple-arm block polycarboxylic acid water reducer. The water reducer prepared by the invention has good comprehensive performance, is a star-shaped structure with three arms, can effectively improve the workability of concrete and reduce the amount of cement, and has simple preparation process and mild reaction conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种三臂嵌段聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术涉及减水剂领域，具体涉及一种三臂嵌段聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂在混凝土中应用广泛，但随着建筑行业的发展，以及对混凝土性能的要求越来越高，普通的聚羧酸减水剂不能够适应行业发展的要求，主要表现为：(1)混凝土标号的提高，要求聚羧酸减水剂具有更高的减水率；(2)普通的聚羧酸减水剂抗泥性较差。为了解决以上问题，中国专利CN106084157A公开了一种三臂聚羧酸高效减水剂及其制备方法，其采用三步原子转移自由基聚合反应法逐级聚合得到三臂结构的AB型双嵌段共聚物，改善混凝土流动性，且对泥敏感程度低。与普通聚羧减水剂相比，该专利制得的三臂聚羧酸减水剂在一定程度上能够解决聚羧酸减水剂抗泥性能差的问题，但该专利采用的三步原子转移自由基聚合反应，由于原子转移自由基聚合反应对反应条件要求高，具体实施困难。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，具体包括如下步骤：步骤S1，将不饱和羧酸单体、改性聚醚、引发剂及RAFT试剂混合，通过RAFT反应，制得嵌段聚羧酸减水剂；步骤S2，将所述嵌段聚羧酸减水剂进行巯基封端反应，制得巯基封端的聚羧酸减水剂；步骤S3，通过点击反应将所述巯基封端的聚羧酸减水剂接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂可选地，所述不饱和羧酸单体、所述改性聚醚及所述三臂中心体的质量比为(30-60)：(30-60)；(5-10)。可选地，所述三臂中心体包括能与巯基基团反应的官能团，所述官能团包括酰氯基团或异氰酸酯基团。可选地，所述酰氯基团包括均苯三甲酰氯，所述异氰酸酯基团包括三苯甲烷三异氰酸酯或L-赖氨酸三异氰酸酯。可选地，步骤S2中对所述嵌段聚羧酸减水剂进行巯基封端反应的过程具体如下：无氧条件下，向所述嵌段聚羧酸减水剂中加入氨解试剂进行反应，反应温度为60-80℃，反应时间为6-8h。可选地，所述氨解试剂包括肼中胺、Zn和乙酸混合物、氨基甲烷或二氨基甲烷中的任意一种或两种以上。可选地，所述改性聚醚的分子量为2000-3000之间，所述改性聚醚的端基包括丙烯基、乙烯基、甲基丙烯酸基或丙烯酸基。可选地，所述不饱和羧酸小单体包括丙烯酸或甲基丙烯酸；且所述RAFT试剂包括2-氰丙基-2-基苯并二硫或4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸。可选地，步骤S3中所述点击反应的具体过程包括：25℃下，将所述三臂中心体溶于溶剂，获得混合液，并将所述混合液以1-10ml/min的速度滴加到所述巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂中反应，滴加结束后继续反应1-3小时。本专利技术还提供一种三臂嵌段聚羧酸减水剂，采用如权利要求1-9任一项所述的三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法制备而成。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1，本专利技术将RAFT反应与点击反应结合，制备出具有三个支臂的星型结构的减水剂，具有较好的综合性能，能有效提高混凝土的和易性和减少水泥的用量，提高水泥的分散性，具有抗泥性能，且有效提高混凝土的后期抗压强度；2，本专利技术采用的方法制备过程简单，反应条件温和。具体实施方式以下对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本专利技术提供一种三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，具体包括如下步骤：步骤S1，将不饱和羧酸单体、改性聚醚、引发剂及RAFT试剂混合，通过RAFT反应，制得嵌段聚羧酸减水剂；步骤S2，所述嵌段聚羧酸减水剂巯基封端后，通过巯基-烯点击反应将其接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。按照本专利技术，首先进行步骤S1，制备嵌段聚羧酸减水剂。无氧条件下，将30-60份不饱和羧酸单体、1.0-5.0份RAFT试剂、1.0-5.0份引发剂，90份溶剂，充分搅拌溶解，然后加热溶液至75-85℃，继续反应2～3h。再向其中加入30-60份改性聚醚，继续反应2～3h，制备出嵌段聚羧酸减水剂。本专利技术中所指单体的份数为质量份。其中，不饱和羧酸单体包括丙烯酸或甲基丙烯酸，RAFT试剂包括2-氰丙基-2-基苯并二硫或4-氰基-4-(硫代苯甲酰)戊酸，改性聚醚的分子量为2000-3000之间，改性聚醚的端基包括丙烯基、乙烯基、甲基丙烯酸基或丙烯酸基；所用的引发剂包括偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂，本专利技术优选偶氮二异庚氰、偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰。所用的溶剂为极性溶剂，能与水互溶，本专利技术优选N,N-二甲基甲酰胺、甲基甲酰胺、吡咯烷酮或二甲基亚砜。按照本专利技术，其次进行步骤S2，通过点击反应将巯基封端后的嵌段聚羧酸减水剂接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。具体的，在无氧条件下，向步骤S1得到的嵌段聚羧酸减水剂中加入氨解试剂，反应得到巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂，其中，反应温度为60-80℃，反应时间为6-8h。所用的氨解试剂包括肼中胺、氨基甲烷、二氨基甲烷或Zn和乙酸混合物中的任意一种或两种以上。在25℃下，将5-10份三臂中心体溶于溶剂，并将其滴加到上述制备的巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂中进行反应，每分钟滴加1-10ml，滴加结束后继续反应1-3小时，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。向上述制备得到的三臂嵌段聚羧酸减水剂加入适量水，配置成质量浓度为35％的聚羧酸减水剂。其中，所用的三臂中心体包括能与巯基反应的官能团，该三臂中心体包含酰氯或异氰酸酯，本专利技术所述三臂中心体优选均苯三甲酰氯、三苯甲烷三异氰酸酯或L-赖氨酸三异氰酸酯。本专利技术利用可逆加成-裂解链转移聚合(RAFT)和点击反应相结合的方法，首先在RAFT试剂和引发剂的作用下，制备嵌段聚羧酸减水剂，然后将RAFT试剂末端巯基化，得到巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂，再通过巯基与酰氯或异氰酸酯的点击反应将嵌段聚羧酸减水剂接枝在三官能团化合物上，制备出三臂嵌段聚羧酸减水剂，所述三臂嵌段聚羧酸减水剂是具有三个支臂的星型结构，每条支臂是包含有羧酸根基团、酰基等基团的长链结构，具有较好的综合性能，能有效的提高混凝土的和易性和减少水泥的用量。另外本专利技术制备过程简单，产率高、反应条件温和。实施例一1.1无氧条件下，依次将30g丙烯酸、2g2-氰丙基-2-基苯并二硫)、2g偶氮二异丁氰，90gN,N-二甲基甲酰胺，充分搅拌溶解，然后加热溶液至80℃，继续反应3h.加入60g改性聚醚，继续反应3h，制备出嵌段聚羧酸减水剂。1.2.无氧条件下，向上述嵌段聚羧酸减水剂中加入10g肼中胺、0.1gZn和10g乙酸，加热至80℃，反应6h，制得巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂。1.3在25℃下，将5g均苯三甲酰氯溶于50ml二甲基亚砜中，将其滴加到上述巯基封端的嵌段聚羧酸减水剂溶液中进行反应，每分钟滴加2ml，滴加完后继续反应2小时。1.4将上述制备的三臂嵌段聚羧酸减水剂加入100g水中，配置成质量浓度为35％的聚羧酸减水剂。实施例二本实施例与实施例一的区别在于，所述RAFT试剂的添加量不同。2.1无氧条件下，依次将30g丙烯酸、5g2-氰丙基-2-基苯并二硫、2g偶氮二异丁氰，90gN,N-二甲基甲酰胺，充分搅拌溶解，然后加热溶液至80℃，继续反应3h，加入60g改性聚醚，继续反应3h，制备出嵌段聚羧酸减水剂。2.2无氧条件下，向上述嵌段聚羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤S1，将不饱和羧酸单体、改性聚醚、引发剂及RAFT试剂混合，通过可逆加成‑裂解链转移聚合反应，制得嵌段聚羧酸减水剂；步骤S2，将所述嵌段聚羧酸减水剂进行巯基封端反应，制得巯基封端的聚羧酸减水剂；步骤S3，通过点击反应将所述巯基封端的聚羧酸减水剂接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。

【技术特征摘要】
1.一种三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤S1，将不饱和羧酸单体、改性聚醚、引发剂及RAFT试剂混合，通过可逆加成-裂解链转移聚合反应，制得嵌段聚羧酸减水剂；步骤S2，将所述嵌段聚羧酸减水剂进行巯基封端反应，制得巯基封端的聚羧酸减水剂；步骤S3，通过点击反应将所述巯基封端的聚羧酸减水剂接枝在三臂中心体上，制得三臂嵌段聚羧酸减水剂。2.如权利要求1所述的三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和羧酸单体、所述改性聚醚及所述三臂中心体的质量比为(30-60)：(30-60)；(5-10)。3.如权利要求1或2所述的三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述三臂中心体包括能与巯基基团反应的官能团，所述官能团包括酰氯基团或异氰酸酯基团。4.如权利要求3所述的三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述酰氯基团包括均苯三甲酰氯，所述异氰酸酯基团包括三苯甲烷三异氰酸酯或L-赖氨酸三异氰酸酯。5.如权利要求1或2所述的三臂嵌段聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中对所述嵌段聚羧酸减水剂进行所述巯基封端反应的过程具体如下：无氧条件下，向...

【专利技术属性】
技术研发人员：程从亮，张家如，傅曹辉，张思亮，汪福宝，
申请(专利权)人：安徽森普新型材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34