[发明专利]一种超强吸附型混凝土流变剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超强吸附型混凝土流变剂及其制备方法，流变剂的重均分子量为20000～80000。该流变剂通过如下方法制备：首先端胺基聚醚与二环氧氧化物进行胺基‑环氧开环聚合反应，得到端胺基聚醚接枝成侧链的聚合物，其次用卤代烷基酰卤将胺基‑环氧开环聚合反应生成的羟基进行酯化反应改性得到端卤素基聚醚，最后再进行原子转移自由基聚合反应(ATRP)，即制得超强吸附型混凝土流变剂。本发明方法制备的超强吸附性混凝土流变剂利用其大量的吸附基团增强静电斥力来提高其分散性能，利用其强的空间位阻提高其分散保持能力。具有生产工艺可控性好，副反应少、对不同水泥品种适应性强，减水率高，性价比高和竞争优势明显等优点。

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用减水剂的技术领域，特别涉及到一种胺基-环氧开环聚合反应和原子转移自由基聚合反应(ATRP)相结合制备聚减水剂的方法。

背景技术

对于聚羧酸减水剂的分散性、保坍能力及作用机理，国内外科研人员对其进行了广泛的研究，取得众多研究成果，比较一致的观点是：聚羧酸减水剂主要通过空间位阻作用对水泥颗粒起分散作用，但静电斥力的作用不可忽略，与减水剂的分子结构有关。聚羧酸减水剂具有分散性的前提是其在水泥颗粒表面的吸附，这必然影响水泥颗粒与水的接触状态，从而影响水泥的水化过程，直接关系到聚羧酸减水剂与水泥的相容性。

CN105504175A报道了以聚丙烯酸为侧链的聚羧酸系减水剂的制备方法：是以甲基烯丙基聚丙烯酸中的聚丙烯酸为侧链和丙烯酸羟乙酯为主链，通过聚合反应得到，其中甲基烯丙基聚丙烯酸的制备过程如下：(1)以1,4-二氧六环为溶剂，将丙烯酸叔丁酯、二溴异丁酸乙酯、PMDETA加入反应器中，在液氮中将溶液冻成固体，然后向反应器中加入精制过的溴化亚铜，之后用真空泵将反应器抽成真空，最后在100℃条件下反应12h；待反应结束后将产物倒入烧杯，使其在空气中充分氧化直至颜色变为深绿色，然后将产物倒入装有中性氧化铝的柱子中，在柱子底部收集到的黄色液体即为粗产物；将粗产物在冰水中沉淀得到的淡黄色固体即为产物聚丙烯酸叔丁酯；其中丙烯酸叔丁酯、二溴异丁酸乙酯、PMDETA和溴化亚铜的摩尔比为(50～150):1:3:3；(2)以DMF为溶剂，将异丁烯醇和氢化钠加入反应器中反应，直到反应器没有气泡出现，生成醇钠；将聚丙烯酸叔丁酯缓慢滴加到醇钠中，在40℃下反应6h；之后将得到的产物过滤除去未反应的氢化钠，过滤后溶液在冰水中沉淀得到淡黄色固体粉末即为产物甲基烯丙基聚丙烯酸叔丁酯；其中聚丙烯酸叔丁酯、异丁烯醇和氢化钠的摩尔比为1:1:1；(3)以二氯甲烷为溶剂，将甲基烯丙基聚丙烯酸叔丁酯和三氟乙酸加入反应器中反应2h，待反应结束除去溶剂和三氟乙酸得到的白色固体即为产物甲基烯丙基聚丙烯酸。该发明整个制备工程工艺复杂、操作繁琐、大量使用有机溶剂，制备成本高、反应条件苛刻且产物产率低，很难产业化生产。

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明利用胺基-环氧开环聚合聚合反应和通过调整不同结构/重均分子量的端胺基聚醚有效的调整减水剂分子侧链的结构和空间排列，改变聚羧酸减水剂的性能，在不影响聚羧酸系减水剂固有性能情况下，增加其超强吸附和分散功能。本发明方法得到的减水剂，其主链上带有大量的吸附基团，不仅保证了强吸附分散，还保证了空间位阻效应，本方法与目前现有方法相比，大大提高了反应效率，有效解决了现有聚羧酸类减水剂损失快等难题。用该方法制备的减水剂不仅更易于在水泥颗粒表面吸附，而且可以提高水泥颗粒的分散和分散稳定性能。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种超强吸附型混凝土流变剂及其制备方法，可以用这种方法赋予减水剂新的功能。

本发明中利用胺基-环氧开环聚合反应合成端胺基聚醚的方法及其在减水剂合成中的应用，包括以下步骤：

1.一种端胺基聚醚，其分子结构如结构简式1所示：

其中R₁为H或甲基，m，n，p均为大于或等于零的整数，且6≤m+n+p≤68，且m，n和p不同时为0，该聚醚单体的重均分子量为500～3000。