[发明专利]一种四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用，该超塑化剂先以具有四羟基分子用含卤代羧酸衍生物进行封端，再以含卤封端的四臂分子作为结构核心，以非传统的不饱和羧酸衍生物为臂的聚合物，经过酸解和分离提纯，最终合成一种星形四臂嵌段超塑化剂。本发明不使用传统不饱和羧酸聚合，可提高结构的可控性，减少生产中不饱和羧酸的刺激性。本发明所合成的减水剂具有优良的分子结构可控性。本发明产物为固体，具备低掺量，高分散性，高流动性，具有方便运输，贮藏，吸水率和腐蚀性低的特点。

技术领域

本发明属于超塑化剂领域，具体涉及一种四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于聚羧酸减水剂(PCE)具有掺量低、减水率高(40％)等特点，可显著改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能，已成为高性能或超高性能混凝土配合比设计中必不可少的组分之一。

目前工业生产的聚羧酸系高性能超塑化剂主要由含有羧基的不饱和单体和不饱和聚醚以及其它单体通过自由基共聚而成，是一种线性的含有大量羧酸根、磺酸根、铵根、聚醚大单体的多支链的梳形结构聚合物。

而星形羧酸超塑化剂则从分子结构涉及的角度出发，改变聚合物分子链的结构，在一个中心分子上引入可聚合基团，再通过聚合反应将相应单体聚合上。

现阶段对星形聚羧酸超塑化剂的研究主要集中于在超塑化剂合成过程中所需的引发中心体的设计上，从而制备出区别于传统梳形聚羧酸超塑化剂。

如，寿崇琦等人(2011)通过合成N-羟乙基-3-胺基-N,N-丙酸甲酯，再通过酯交换引入含溴端基，最后通过引发原子转移自由基聚合，获得四臂的聚羧酸超塑化剂，但是其缺点也是很明显的，通过酯交换获得的非共轭含溴的端基，其中心引发体的引发聚合的活性低，致使聚合过程在中心分子引发的少，热引发自聚占据一定数量，不能很好发挥发挥星形引发体提供的位阻优势。

裴继凯等人(2018)利用双金属氰化络合物催化环氧乙烷聚合，获得高分子量异丁烯基聚氧乙烯醚，再与丙烯酸共聚获得拥有星形侧链，其采用的聚合方法依旧是传统自由基共聚，难以进行聚合物的结构设计，竞聚率依然存在。

中国专利ZL 201610122451.1公开了一种制备星形聚羧酸系减水剂的制备方法，采用多元醇与含羧基三硫代酯，二硫代酸等进行酯化反应，获得带有具有RAFT可逆链转移基团的中心化合物，再通过与不饱和酸，聚醚共聚获得结构可控的聚羧酸系减水剂，但是由于制备使用的三硫代酯等的烷基基团过多，疏水性较强，在水中溶解度较低，难以进行链转移调控。

中国专利ZL 201610122454.5公开了一种分子结构可控的星型聚羧酸系减水剂的制备方法，所述的超塑化剂由多羟基化合物与带有卤端基的酰卤反应，获得带有多元卤端基的化合物，再在其上引发原子转移自由基聚合，将甲基丙烯磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚、烯丙基磺酸钠、乙烯基苯磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、甲氧基烯丙基磺酸钠、烯丙基磺酸钾、苯乙烯磺酸钾、乙烯基磺酸钾、甲基烯丙基磺酸钾、甲基烯丙氧基磺酸钾等共聚合成共聚物，但是限于不同单体和引发剂的溶解性，以及聚合物上的基团的对金属离子的络合，分子结构可调控性有限，但所合成的星型聚羧酸盐超塑化剂具有掺量低、减水率高、坍落度小、水泥相容性好等优点。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂的制备方法，该方法不使用不饱和酸。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制得的四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂。

本发明的再一目的在于提供上述四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种四臂星形嵌段聚羧酸超塑化剂的制备方法，包括以下步骤：