[发明专利]一种聚合物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物的制备方法及其应用，属混凝土外加剂技术领域。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，混凝土的使用量以每年百分之十几的速度 增加，与此同时，混凝土应用技术水平也在不断发展。在众多的混凝土外加剂 中，减水剂是目前研究和应用最广的一种外加剂。减水剂从本质上讲是一种表 面活性剂，主要改善混凝土流动性、控制凝结或硬化时间、提高混凝土强度等。

聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，其分子结构主要由聚醚大单体和不饱 和的羧酸分子经自由基聚合而成。羧酸官能团之间可以产生静电斥力，侧链可 以产生较强的空间位阻作用，因此羧酸减水剂与早期的减水剂相比的，具有较 高的减水效率。且随着聚羧酸减水剂的广泛应用，对其性能改进的报道也越来 越多。

专利文献US005393343A介绍了一种聚氧化烯胺类的聚醚，其与聚丙烯酸 发生酰胺化可得到相应的聚羧酸减水剂。该类减水剂具有很好的保坍性能。该 方法的缺点是需要大量有机溶剂带去反应过程中生成的水，其次产物在水中溶 解度较低，实际应用受到较大限制。

专利文献CN1096774A公开了一种用于控制混凝土坍落度损失的聚羧酸减 水剂，这种组合物由链基醚，二链烯基醚和马来酸酐为单体，用偶氮二异丁腈 为引发体系，在甲苯溶剂中聚合而成。该发明所述减水剂虽然具有较强的保坍 能力，缺点是减水能力稍差，掺量需要较高，生产工艺不环保，且所采用的原 料链烯基醚价格昂贵。

虽然聚羧酸减水剂在减水和保坍等性能方面取得了较大的进步，但应用的 过程中发现有两方面的问题较为突出，一方面是聚羧酸减水剂分子本身具有较 高的引气作用，这对混凝土后期强度的提升留有很大的隐患。为解决聚羧酸减 水剂引气性过高的难题，专利文献EP601536A1、EP1138697A1报道可加入少量 的消泡剂，短期内可大幅降低含气量。但长时间放置后，会发生相容性的问题， 从而导致相应的消泡能力降低。

专利文献US6803396B2介绍了一种用伯胺官能团封端的环氧乙烷与环氧丙 烷的嵌段聚醚类消泡剂，原理是采用伯胺基团和羧酸官能团之间的相互作用解 决相容性的问题。但需要指出的是这种聚醚的成本较为昂贵，很难实现大规模 的工业化生产。

聚羧酸减水剂应用遇到的另一方面问题是其较差的黏土适应性。聚羧酸减 水剂在黏土矿物中具有较强的吸附趋势，对骨料含泥量有极高的敏感度，这对 混凝土运输、工作状态以及强度都带来很大的影响。目前对于黏土适应性问题 也没有好的解决办法，只能通过中复配一些小分子如葡萄糖酸钠、蔗糖、柠檬 酸、钾盐等来改善混凝土性质，并不能从根本上解决聚羧酸减水剂在高含泥量 地区的适应性问题。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是提供一种聚合物的制备方法，所得聚合物用作水硬性 胶结剂和/或潜在水硬性胶结剂的水分散体的分散剂，减水率提高，并可以实现 含气量的适当控制，从而增强混凝土强度。

本发明的另一个目的是提供所述聚合物作为分散剂的应用。

发明概述

在本发明的第一方面，提供了一种聚合物的制备方法，由聚醚大单体A、单 体B、醛C进行缩聚反应得到所述聚合物，

所述聚醚大单体A的结构式如(Ⅰa)、(Ⅰb)、(Ⅰc)或(Ⅰd)所示：

其中，Z为NR³、O或O(CH₂)_fO，L＝O(CH₂)_f或(CH₂)_f，f为1～10的整数， Q为C2～C24的亚烷基，R²为H或C1～C10烷基，R³为C1～C10烷基，m＝8～112、 n＝8～112；

所述单体B为对/邻氨基苯磺酸、对/邻羟基苯甲酸、对/邻氨基苯甲酸、 对/邻羟基苯磺酸，或结构式如(Ⅱa)或(Ⅱb)所示：