[发明专利]一种苯基阳离子小单体聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂

说明书

本发明涉及一种苯基阳离子小单体聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂，主要由以下组分制备而成：苯环类单体：3‑7份；阳离子小单体：5‑7份；聚醚大单体：354‑365份；不饱和二元羧酸：16‑27份；引发剂a：1.1‑1.5份；引发剂b：1.8‑2.2份；引发剂c：0.7‑1.1份；链转移剂：1.3‑1.6份；其余为水；原料总质量为1000份，质量分数为40％。本发明以苯基阳离子小单体聚合物接枝共聚到聚醚大单体主链上的方式制备嵌段聚羧酸减水剂，该减水剂水泥使用量低、耐久性好、不锈蚀钢筋、具有高效的颗粒分散性能和保持能力。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是一种苯基阳离子小单体聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂。

背景技术

聚羧酸的优异性能来源于其结构,其梳状结构由阴离子的聚电解质主链和非离子型聚乙二醇(PEG)侧链组成。聚羧酸主链上带负电的羧基基团吸附在水泥颗粒的表面,产生具有分散效应的静电斥力；PEG长侧链伸向水泥孔溶液中,发挥空间位阻作用。聚羧酸减水剂是在混凝土和易性、水泥用量不变的条件下,通过与水泥、砂子等表面活性作用、络合作用、静电排斥力或立体排斥力等来阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构,从而减少能够有效减少拌合用水量,并提高混凝土强度,在混凝土中具有广泛应用,同时也存在一些问题,比如砂石中的含泥量对聚羧酸减水剂的性能发挥影响显著,从而导致混凝土流动度差,坍落度损失大。因此,如何同时提高聚羧酸吸附驱动力和空间位阻效应是其性能提升的关键。目前随着合成技术的发展,聚羧酸减水剂的种类迅速增加,并呈现功能化(如减水型、早强型、缓凝型、泵送型等)和定制化(针对特定工程要求进行调整)的趋势。

专利CN105085822A公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂,其是由不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体、不饱和羧酸、阳离子季铵盐等采用自由基溶液共聚而成,通过在制备过程中引入季铵盐,来提高聚羧酸减水剂的抗泥性能,但制备出的聚羧酸减水剂的抗泥性能及保坍性能仍不理想。

专利CN101293946A公布了一种采用甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯和甲基丙烯酸合成引气可控性聚羧酸减水剂,该专利中通过调整甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的分子量和羧基与聚氧乙烯醚侧链比例可以控制减水剂引气量。其甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的分子量为400-2000,甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的质量比例分别为4-6％、15-18％,所合成的减水剂可使混凝土的含气量控制在2-8％。

专利CN104311761采用可逆加成-断裂链转移聚合法制备了梳状聚醚嵌段聚丙烯酸共聚物分散剂并应用于水泥体系的分散。但所述的共聚物分散剂由聚醚嵌段和聚丙烯酸嵌段组成,组分简单、结构单一、溶液构象可调节因素较少,因此在实际的使用过程中与混凝土组成材料的适应性差。

区别以上专利，本发明以嵌段聚合法取代传统的水溶液体系中自由基聚合，避免不饱和二元羧酸等活性较大单体过量存在而导致自聚，通过控制反应速率，调控反应嵌段聚合物的结构，得到抗泥性、保坍性等性能更佳的嵌段聚羧酸减水剂。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种苯基阳离子小单体聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂。本发明采用嵌段分布聚合法制备一种苯基阳离子聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂，以苯环类单体和阳离子小单体在一定条件下共聚得的苯基阳离子嵌段聚合物，并在复合引发体系中通过滴加的方式接枝共聚在聚羧酸减水剂主链上，保温除去多余引发剂，避免多余引发剂对减水剂性能的不良影响。通过调节聚醚大单体和不饱和二元羧酸的比例，解决传统自由基聚合聚合物的缺点，以期得到聚合物多分散性及微观结构可控制的聚羧酸减水剂。

本发明的技术方案如下：一种苯基阳离子小单体聚合物改性的嵌段聚羧酸减水剂，主要由以下组分制备而成：苯环类单体：3-7份；阳离子小单体：5-7份；聚醚大单体：354-365份；不饱和二元羧酸：16-27份；引发剂a：1.1-1.5份；引发剂b：1.8-2.2份；引发剂c：0.7-1.1份；链转移剂：1.3-1.6份；其余为水；原料总质量为1000份，质量分数为40％。