[发明专利]烯基酰氯醇解制备大单体合成聚羧酸减水剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土用聚羧酸高性能减水剂的技术领域，特别涉及到一种采用不饱和阳离子季铵盐先聚合再与烯基酰氯反应成为大单体而后与不饱和羧酸小单体共聚合成聚羧酸减水剂的具体制备方法。

背景技术

由于能够防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，在低掺量下发挥较高的塑化效果，并且具有流动性保持性好、高性能化余地大、分子构造自由度高、对混凝土增强和减缩效果显著、有害物质含量极低等技术性能特点，聚羧酸系高性能减水剂赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性，符合现代化混凝土工程的需要，已逐渐成为配制高性能混凝土的首选外加剂。然而，聚羧酸减水剂对砂石骨料的含泥量敏感性强，影响混凝土施工工作性，因此，克服这一缺点已成为拓宽聚羧酸减水剂适用范围的关键。

针对骨料含泥问题的作用特点，结合分子结构设计理论，可以通过调换聚合单体种类、改变单体配合比以及调控分子结构官能团等方法设计出不同分子结构和性能的聚羧酸减水剂产品，合成出的聚羧酸减水剂确保不丧失原有减水保坍作用的同时兼具抑制粘土副作用的功效，这将丰富聚羧酸减水剂种类和成员，进一步拓宽聚羧酸结构减水剂的使用范围，提高其原材料适应性，强化性能优势，以结构创新带动其性能突破和提升。

聚羧酸减水剂的梳状结构决定了其侧链大分子易于被负电荷粘土的层状结构所吸附，使得其工作性大大降低。因此，本发明创新性地通过分子结构设计法将阳离子结构引入到聚羧酸减水剂的分子结构中，通过烯基酰氯与之反应合成了抗泥和减水的复合大单体侧链，可实现有效分工，不同结构侧链发挥不同效果，减水保坍的同时还能抑制粘土副作用，这将对保护优质砂石骨料、实现天然骨料资源的节约利用，有着积极的现实意义。

专利CN 102516471A(公开日：2012年6月27日)报道了一种梳状高聚物相变储能材料的制备方法。该专利是以聚乙二醇单甲醚为主要原料，在冰水浴中溶于二氯甲烷后，加入缚酸剂及丙烯酰氯，减压抽滤得丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯，再与丙烯酰胺类单体共聚合得到具有梳状分子链形态的相变储能材料。该发明制备的相变材料能够在热加工过程中以熔体的形式流动，其梳状分子链形态又能减小其对基体的增塑作用，制备工艺简单，生产成本低。该发明充分利用了丙烯酰氯与羟基的反应特性，并合成了梳状聚合物，其主要目的是合成相变储能材料降低加工过程中的能耗。但是该发明仅仅是利用了丙烯酰氯与羟基的反应原理，反应过程较为复杂，工艺条件过于苛刻，并且发明产物未应用于减水剂领域，其分子结构也没有接枝不同功效的侧链，更是未能利用此原理接枝阳离子侧链抑制粘土副作用，在结构本质上未能真正实现颠覆性的改造与创新。

专利CN 104311743A(公开日：2015年1月28日)报道了一种用于废水处理的低成本改性絮凝剂的制备方法。该发明以羟甲基淀粉为主体，通过加入硝酸铈铵作为引发剂引发丙烯酰胺单体在羟甲基淀粉表面接枝聚合，产物再与甲醛和二甲胺反应得到改性絮凝剂。该发明的优点是以来源广泛的羟甲基淀粉作为主要反应原料，成本低廉、pH值适用范围宽、絮凝性能优良，并且采用的硝酸铈铵引发剂也能够有效地利用该类型引发体系的优势。但是该发明产物作为优良絮凝剂，既不具备减水分散的能力，也不具备高抗泥效果，因此尽管利用了硝酸铈铵的引发体系，仍然无法应用于混凝土技术当中的聚羧酸减水剂领域。

专利CN 104446101A(公开日：2015年3月25日)报道了一种阳离子改性的聚羧酸减水剂，是由一元不饱和羧酸及其衍生物单体、阳离子型单体、异戊烯醇聚氧乙烯醚单体和二元不饱和羧酸及其衍生物单体在引发剂和链转移剂的作用下共聚合而成。该发明产物加入到混凝土中时，能同时吸附在带正电荷和带负电荷的水泥矿物表面，体现出优越于阴离子型聚羧酸减水剂的特点，而且，该产物在水泥浆体碱性环境中分子链发生扩展，吸附形态更舒展，减水率更优异。但是该发明产物仅仅是在分子结构的主链中引入了阳离子型单体(而非本发明的引入聚阳离子长侧链)，提高了一定的减水分散效果，并未充分发挥不同侧链结构特征以实现减水分散与高抗粘土等多重作用的效果，也未能达到分子结构设计法实现化学外加剂功能化调控的目的。