一种络合激发聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种络合激发聚合物及其制备方法和应用。本发明专利技术的络合激发聚合物的制备方法包括步骤：S11.提供包括单体A、单体B和第一溶剂的第一原料体系；S12.使包括所述第一原料体系与单体C接触，得到第二原料体系；S13.使所述第二原料体系发生聚合反应，得到含有所述络合激发聚合物的溶液。本发明专利技术的络合激发聚合物的分子链上同时含有酰胺基、硅烷基、磺酸基等多种功能基团，可通过螯合、晶格畸变、分散、增溶等作用，对液体无碱速凝剂中的金属离子Al

【技术实现步骤摘要】
一种络合激发聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及速凝剂领域，具体涉及一种用于液体无碱速凝剂的络合激发聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着国家基础设施建设的发展，喷射混凝土被广泛用于隧道围岩支护、矿井加固、城市道路和防水设施修复等大型工程建设。与此同时也对配制喷射混凝土必不可少的组分之一速凝剂的性能提出了更高的要求。与有碱速凝剂相比，液体无碱速凝剂因其碱含量小、后期强度高、回弹量低和安全环保等优势，近年来成为研究热点和未来速凝剂的发展趋势。
[0003]然而，目前市场上的液体无碱速凝剂仍存在稳定性差、掺量高、1d抗压强度低、碱含量超标、使用氢氟酸(HF)、氟硅酸(H2SiF6)或氟硅酸盐等含氟有毒原料等一系列问题。随着中国国家铁路集团有限公司企业标准Q/CR 807
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2020《隧道喷射混凝土用液体无碱速凝剂》正式实施，其对液体无碱速凝剂的性能提出了高于国家标准GB/T 35159
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2017《喷射混凝土用速凝剂》的要求。如要求氟离子含量≤0.05％，砂浆6h抗压强度≥1.0MPa，1d抗压强度≥10MPa等指标。因此，无氟、高早强、高后期强度保留成为未来液体无碱速凝剂的发展趋势。
[0004]专利CN 201210495755.4公开了一种液体无碱速凝剂，其主要成分为硫酸铝、硫酸镁和氟硅酸镁，该含氟液体速凝剂掺量低、速凝效果好，但大量氟离子的引入使得其在水泥水化初期易形成CaF2，造成对水泥颗粒的包裹，阻碍了C3S的水化，导致水泥石早期强度偏低，6h强度更无从谈起；专利CN109180053A公开了一种低回弹早强型液体无碱速凝剂及其制备方法，其原料组分配比为改性硫酸铝溶液60
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80％，氧化石墨烯0.5
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3％，稳定剂1
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5％，性能调节剂1
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5％，渗透剂0.5
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3％，pH缓冲剂0.1
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1％，余量为水。为了防止液体长期存放发生分层沉淀现象，该液体无碱速凝剂使用了乙二胺四乙酸、柠檬酸、水杨酸、磷酸等对水泥水化具有缓凝作用的有机/无机酸类稳定剂，不利于砂浆6h强度的发展。
[0005]因此，开发一种无氟无氯、低掺量、高早强、综合性能优异的液体无碱速凝剂具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于速凝剂的络合激发聚合物及其制备方法，以及一种速凝剂及其制备方法和应用。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种分子链上同时含有酰胺基、硅烷基、磺酸基等多种功能基团的络合激发聚合物。又如，本专利技术的另一目的在于提供一种络合激发聚合物在液体无碱速凝剂中的应用，制备液体无碱速凝剂时能够不使用氢氟酸、氟硅酸或氟硅酸盐等含氟有毒原料的速凝剂，氟离子含量≤0.05％，克服了氟离子对胶砂早期抗压强度(6h和1d)的不利影响。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种用于速凝剂的络合激发聚合物，其包括单体A、单体B和单体C聚合形成的共聚产物，
[0008]其中，单体A选自具有式(II)所示结构的单体中的一种或多种；
[0009][0010]单体B选自具有式(III)或式(IV)所示结构的单体中的一种或多种；
[0011][0012][0013]单体C选自具有式(V)或式(VI)所示结构的单体中的一种或多种；
[0014][0015][0016]式(II)中，R0选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基和C3～C5环烷基，优选为氢或C1～C5直链烷基，更优选为氢或甲基；R1和R2相同或不同，各自独立地选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基、C3～C5环烷基取代基取代的C1～C5直链烷基；R1和R2优选为氢、C1～C5直链烷基或取代基取代的C1～C5烷基，更优选为氢、甲基、乙基、羟甲基或羟乙基；其中，所述
取代基为羟基，取代基的个数为1～3个，优选为1个；
[0017]式(III)中，R
3a
存在或不存在，存在时，R
3a
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基；
[0018]式(IV)中，R
3b
和R
3c
存在或不存在，存在时，R
3b
和R
3c
相同或不同，各自独立地选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基；
[0019]式(III)和式(IV)中，R4、R5和R6相同或不同，各自独立地选自羰基、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基、C3～C5环烷基、C1～C5酰氧基、C1～C5直链烷氧基和C3～C5支链烷氧基，优选为羰基、C1～C5直链烷基、C1～C5酰氧基、C1～C5直链烷氧基或C3～C5支链烷氧基，更优选为羰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基；
[0020]式(V)和式(VI)中，R7选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基和C3～C5环烷基，优选为氢或C1～C5直链烷基，更优选为氢或甲基；
[0021]式(V)中，R
8a
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基、C3～C5亚环烷基或亚苯基，优选为亚甲基或亚苯基；
[0022]式(VI)中，R
8b
存在或不存在，存在时，R
8b
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述络合激发聚合物的数均分子量M
n
为20000～60000，优选30000～50000。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述单体A、单体B和单体C的摩尔比为1：(0.01～0.2)：(0.01～0.1)，优选为1：(0.05～0.1)：(0.02～0.05)。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述络合激发聚合物可具有如下式(I)所示的结构：
[0026][0027]式(I)中，重复单元A衍生自单体A；重复单元B衍生自单体B；重复单元C衍生自单体C。
[0028]根据本专利技术，所述络合激发聚合物为不同重复单元、不同分子量共聚体组成的高分子混合物。例如，所述络合激发聚合物中，上述结构式(I)的重复单元A可由一种或多种单体(上式(II)单体的一种或多种)以任意比例聚合而成；重复单元A、重复单元B、重复单元C的比例(即式(I)中a、b、c的比例)理论上与单体A、单体B和单体C的摩尔比相一致。
[0029]本专利技术的第二方面提供了一种制备上述第一方面的络合激发聚合物的方法，包括步骤：
[0030]S11.提供包括单体A、单体B和第一溶剂的第一原料体系；
[0031]S12.使包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于液体无碱速凝剂的络合激发聚合物，其包括单体A、单体B和单体C聚合形成的共聚产物，其中，单体A选自具有式(II)所示结构的单体中的一种或多种；单体B选自具有式(III)或式(IV)所示结构的单体中的一种或多种；单体C选自具有式(V)或式(VI)所示结构的单体中的一种或多种；单体C选自具有式(V)或式(VI)所示结构的单体中的一种或多种；式(II)中，R0选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基和C3～C5环烷基，优选为氢或C1～
C5直链烷基，更优选为氢或甲基；R1和R2相同或不同，各自独立地选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基、C3～C5环烷基和取代基取代的C1～C5直链烷基；R1和R2优选为氢、C1～C5直链烷基或取代基取代的C1～C5直链烷基，更优选为氢、甲基、乙基、羟甲基或羟乙基；其中，所述取代基为羟基，取代基的个数为1～3个，优选为1个；式(III)中，R
3a
存在或不存在，存在时，R
3a
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基；式(IV)中，R
3b
和R
3c
存在或不存在，存在时，R
3b
和R
3c
相同或不同，各自独立地选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基；式(III)和式(IV)中，R4、R5和R6相同或不同，各自独立地选自羰基、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基、C3～C5环烷基、C1～C5酰氧基、C1～C5直链烷氧基和C3～C5支链烷氧基，优选为羰基、C1～C5直链烷基、C1～C5酰氧基、C1～C5直链烷氧基或C3～C5支链烷氧基，更优选为羰基、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基或乙酰氧基；式(V)和式(VI)中，R7选自氢、C1～C5直链烷基、C3～C5支链烷基和C3～C5环烷基，优选为氢或C1～C5直链烷基，更优选为氢或甲基；式(V)中，R
8a
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基、C3～C5亚环烷基或亚苯基，优选为亚甲基或亚苯基；式(VI)中，R
8b
存在或不存在，存在时，R
8b
选自C1～C5直链亚烷基、C3～C5支链亚烷基和C3～C5亚环烷基，优选为C1～C5直链亚烷基，更优选为亚甲基。2.根据权利要求1所述的络合激发聚合物，其特征在于，所述络合激发聚合物的数均分子量M
n
为20000～60000，优选30000～50000；和/或所述单体A、单体B和单体C的摩尔比为1：(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠洲，王宏维，王英维，
申请(专利权)人：山西佳维新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：