[发明专利]一种高规整度聚羧酸超塑化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高规整度聚羧酸超塑化剂的制备方法和应用，所述高规整度聚羧酸超塑化剂的制备方法是先采用含有羟烷基/羟烷氧基的不饱和烯基醇类单体A与不饱和酸类单体B发生自由基聚合反应形成聚合物的主链，再通过阴离子聚合反应在主链上的活泼氢位点加成环氧类物质形成聚合物的侧链，最终形成具有梳型结构的高规整度聚羧酸超塑化剂。所述高规整度聚羧酸超塑化剂是具有高规整度分子序列结构的聚合物，其具有更高的减水能力，也具有更好的混凝土材料适应性，其应用时可以显著提高超塑化剂对高性能混凝土的分散能力。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种高规整度聚羧酸超塑化剂的制备方法。

背景技术

近年来，国家大规模基础设施建设和城镇化进程推动了建筑行业的快速发展，建筑工业化率也将随着建筑业的发展得到了快速提升。重点重大工程的规模越来越大，施工难度逐渐增加，施工环境越来越复杂，尤其是高性能混凝土的强度需求越来越高，工业废渣组分的使用量越来越大。中国地域幅员辽阔，地质条件和矿物组成差异非常显著，这就导致水泥成分、掺合料品质，以及砂石材料的质量存在极大的差别。中国一年四季的温差和南北温差也相差明显，这些因素均给不同地域的混凝土施工带来了极大的挑战。因此，作为高性能混凝土关键第五组分的外加剂技术的进步和发展就显得尤为重要。

聚羧酸超塑化剂作为最新一代混凝土外加剂，其减水率高、保坍能力强，且生产过程绿色无污染。材料开发人员可以利用其灵活的可修饰分子结构调整范围可以制备出涵盖减水、保坍、早强、降粘等功能的产品，满足各种类型混凝土工程的需求，成为了混凝土外加剂领域研究的重点。

聚羧酸超塑化剂可根据其生产时使用聚醚大单体的类型大概分为酯型和醚型，其中尤以制备相对便捷的醚型聚羧酸超塑化剂居多。通常，醚型聚羧酸超塑化剂一般的先制备不饱和聚醚大单体，它通过带有羟基活泼氢的不饱和单体与环氧类物质进行加成而得，继而与不饱和酸类单体在水溶液中通过引发进行共聚合制备而成。不饱和聚醚大单体具有较长的聚氧乙烯醚链段，且在聚合物中占比达到80％以上，而聚醚大单体能否有效转化是聚合物性能的关键。

针对上述问题，国内外科研人员进行了大量的改进工作，部分中国专利已经公开了多种类型聚羧酸减水剂的制备方法。这些方法为了提高其聚合活性使其能充分转化，通常地采用聚醚大单体全部至于釜底的办法来保证转化率。这种做法制备的聚羧酸超塑化剂具有很高的聚醚转化率，且具备较强的分散能力。

分析醚型聚羧酸超塑化剂整个聚合过程，聚合体系中大量的聚醚链段稀释了反应物实际双键的浓度，且长链造成的空间位阻效应使得聚合反应发生更难，无疑限制了分子结构的调整空间。另外，随着聚合反应的发生，置于釜底的聚醚大单体浓度逐渐降低，造成聚合体系中实际聚合浓度逐渐降低，不利于中后期聚醚大单体的转化，也就是会导致这部分聚合物中含有过多的不饱和酸单元。这种聚合方式会导致的聚合不均匀等问题，聚羧酸超塑化剂的分子设计还存在较大的提升空间。

发明内容

为避免上述问题，使聚羧酸超塑化剂制备过程更加合理，增加聚合物中的有效组分含量，为超分散需求混凝土的浇筑提供技术支持。本发明提供一种高规整度聚羧酸超塑化剂及其制备方法，所述高规整度聚羧酸超塑化剂是具有高规整度分子序列结构的聚合物，其具有更高的减水能力，也具有更好的混凝土材料适应性，其应用时可以显著提高超塑化剂对高性能混凝土的分散能力。

所述高规整度聚羧酸超塑化剂的制备方法是先采用含有羟烷基/羟烷氧基的不饱和烯基醇类单体A与不饱和酸类单体B发生自由基聚合反应形成聚合物的主链，所述主链上相对均匀分布有羟基活泼氢，再通过阴离子聚合反应在主链上的活泼氢位点加成环氧类物质形成聚合物的侧链，最终形成具有梳型结构的高规整度聚羧酸超塑化剂。