[发明专利]一种聚羧酸共聚物分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属混凝土外加剂技术领域，涉及砂浆或混凝土用超塑化剂，具体地说是涉及一种新型聚羧酸高性能减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸高性能减水剂被称为第三代混凝土超塑化剂，具有掺量低、减水率高、分子结构设计自由度大、环境友好等优点，成为二十一世纪混凝土外加剂领域的研究热点和发展重点。

在专利CN1412175中公开了一种烯丙基醚酯单体的制备方法以及用该单体制备减水剂的方法：首先用氧化铝等吸附材料处理烯丙醇聚醚并使其过氧化值达到5.0meq/kg以下，再与脂肪族一元羧酸进行酯化反应制造烯丙基醚酯单体。再用这种精制过的烯丙基醚酯单体与马来酸酐在80℃下用偶氮二异丁腈做引发剂下制得重均分子量为13500的共聚物，再将此共聚物和烷基聚亚烷基二醇在100℃下酯化得到一种水泥分散剂。但是，由于烯丙基醚酯单体的反应活性较差，造成得到的水泥分散剂的减水性能和坍落度保持性能都不能令人满意。

在专利CN1081615C中公开了一种烯基聚乙二醇醚与不饱和羧酸共聚制备聚羧酸分散剂的方法：由烯基聚乙二醇醚（如烯丙基聚乙二醇或甲基烯丙基聚乙二醇或者3-甲基-3-丁烯-1-聚乙二醇）与不饱和羧酸（如丙烯酸或者马来酸或者甲基丙烯酸）在引发剂的作用下进行共聚得到。但是，该发明的聚羧酸分散剂在高减水率的条件下不具备优良的坍落度保持能力。

在专利CN101205127A中公开了一种聚羧酸超塑化剂的配方及其制造方法，首先使聚乙二醇单甲醚与马来酸酐在催化剂和阻聚剂存在的条件下酯化生成大单体，然后与烯丙基聚乙二醇、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠在过硫酸铵作引发剂的条件下共聚得到徐放型的聚羧酸超塑化剂。但是，由于烯丙基聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚马来酸酯的聚合活性不足，会大量残留在所合成的聚羧酸超塑化剂中，造成所得超塑化剂的减水率低、坍落度保持性能不足。

日本专利JP106890/2003公布了一种聚羧酸水泥分散剂及混凝土二级制品的制造方法。该水泥分散剂采用氧化烯基平均加成摩尔数为100～200的聚醚单甲基丙烯酸酯或聚醚单丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸、含磺酸基的不饱和单体共聚而成。所发明的聚羧酸水泥分散剂具有减水率高，也能提高混凝土早期强度，但是该发明的聚羧酸水泥分散剂的坍落度保持性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种在高减水率的条件下也具有优良坍落度保持能力的聚羧酸共聚物分散剂及其制备方法。

本发明的聚羧酸共聚物分散剂是含有以下的源自不饱和聚醚单体的结构单元（1），以下的源自不饱和聚醚单体的结构单元（2），和以下的源自不饱和羧酸单体的结构单元（3）的聚羧酸共聚物，其中：

结构单元（1）是

其中：R¹、R²、R³、R⁴、R⁵为氢或者甲基，且R¹、R²、R³、R⁴、R⁵最多同时存在两个甲基；R⁶O相同或不同，表示具有2-18个碳原子的氧化烯基；R⁷O相同或不同，表示具有2-18个碳原子的氧化烯基；p表示亚甲基的个数，为0-2的整数；n，m表示氧化烯基的加成数，为1-300的整数。

结构单元（2）是

其中：R⁸表示氢或者甲基；R⁹O表示2-8个碳原子的氧化烯基及其混合物，它们是均聚物或者无规共聚物或者嵌段共聚物；n表示氧化烯基的平均加成摩尔数，为1-180中的任意数；R¹⁰表示氢或1-6个碳原子的烷基。

结构单元（3）是

其中：R¹¹表示氢、甲基或基团，R¹²表示氢、甲基或基团，M表示氢、一价金属、二价金属、铵基或者有机胺基。 

所述的聚羧酸共聚物分散剂具有：5.0-30.0%重量的结构单元（3）含量和5000-120000的重均分子量。

一种制备本发明聚羧酸共聚物分散剂的方法，所述方法是将包含下述由通式（4）表示的不饱和聚醚单体（A）和由通式（5）表示的不饱和聚醚单体（B）以及由通式（6）表示的不饱和羧酸单体（C）在20-110℃、链转移剂和引发剂存在的条件下进行共聚的步骤，其中：

单体（A）用通式（4）表示：