两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法
【专利摘要】本发明公开了两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是：将大单体A（甲基烯丙基聚氧乙烯醚）、大单体C（异戊烯醇聚氧乙烯醚）、水加入到反应器中，在40℃～60℃下搅拌混合溶解后，再加入小单体（丙烯酸等）、加入巯基乙酸,升温至75℃～85℃，在70～90min的时间内滴加入过硫酸铵水溶液，再在75℃～85℃下保温2～3h进行聚合反应，然后将反应后物料降温至室温，用质量百分比浓度30%的氢氧化钠水溶液中和至pH=6.8～7.2，即制得聚羧酸减水剂。本发明采用大单体等进行组合共聚，合成高性能的聚羧酸减水剂，有利于现有聚羧酸减水剂产品的减水与保坍之间的平衡及性能调整。
【专利说明】两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于用于混凝土或类似建筑材料的高分子化合物的制备，涉及两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法。制备的聚羧酸减水剂适用作混凝土等的组成材料，以构筑(大跨度)桥梁、(高层)建筑等的混凝土结构。
【背景技术】
[0002]混凝土是当今世界上使用量最大的建筑材料，混凝土外加剂的发展对现代混凝土的作用显著，是推动混凝土技术进步的关键力量。目前混凝土已进入“绿色”、“高性能”时代，相应地对混凝土的原材料、工作性、耐久性、节能环保，以及经济性等提出了更高的要求。聚羧酸减水剂具有低掺量、高减水率、低氯、低碱、低坍落度损失、清洁环保，以及较好的水泥适应性等特点，已成为当今混凝土外加剂领域研究与应用的热点。与萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸系及脂肪族 系等采用甲醛缩聚合成的高效减水剂不同，聚羧酸减水剂采用的是自由基聚合反应合成，分子结构可设计性强、可调整空间大。聚羧酸减水剂呈梳形结构，主链一般为脂肪链段，并含长侧链及多种功能基团(如羟基、羧基、磺酸基、酯基、醚基、腈基、酰胺基、酰亚胺基，以及硅氧基等)，从而赋予其丰富多样的性能变化；功能基种类与数量、长侧链结构与分子量、长侧基在减水剂分子中的疏密程度、减水剂的分子量及分子量分布等都会极大的影响聚羧酸减水剂的性能。我国当前正处于基础设施建设高峰期，水泥和混凝土用量巨大，接近世界总量的60%，因而对混凝土外加剂的需求，尤其是具有优异性能的聚羧酸减水剂的需求是非常巨大的。
[0003]就聚羧酸减水剂整体发展水平而言，我国与发达国家相比，还有较大差距，特别是在品种、功能性、差异性，以及减水剂分子结构设计等方面存在不足，合成聚羧酸减水剂的关键原料活性大单体的品种较少、大单体功能基单一等，导致国内的聚羧酸减水剂产品同质化。因此，研究利用现有商售活性大单体，研究活性大单体的不同种类、不同品种之间的组合，合成新型聚羧酸减水剂是十分必要的。
[0004]现有技术中，聚羧酸减水剂合成中大多采用醚类大单体与丙烯酸、马来酸酐等小单体共聚合成，所用的醚类大单体皆为同种类的单一大单体，因而所合成的减水剂的性能方面有一定局限性，难以满足实际需要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法。本发明采用不同种醚类大单体混合共聚，即将甲基烯丙基聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚两种不同活性的大单体进行混合共聚、链结构互为补充，从而提供一种能有效提高聚羧酸减水剂综合性能、性能优良的两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法。
[0006]本发明的内容是:两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是包括下列步骤:将大单体A5~30质量份、大单体C6.8~46.6质量份、以及水40~65质量份加入到反应器中，在40°C~60°C (较好的是40°C~50°C)的温度下搅拌混合溶解后，再加入小单体、加入巯基乙酸(作为链转移剂)0.2~1.2质量份，升温至75°C~85°C，在70min~90min的时间内滴加入质量百分比浓度为2.4~3.0%的过硫酸铵(作为引发剂)水溶液15~30质量份，再在75°C~85°C的温度下保温2~3h进行聚合反应，然后将反应后物料降温至室温，用质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液中和至pH=6.8~7.2，即制得聚羧酸减水剂；
[0007]所述大单体A是甲基烯丙基聚氧乙烯醚(简称HPEG，4C)，该大单体A的化学结构
式如下:
【权利要求】
1.两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是包括下列步骤:将大单体A5~30质量份、大单体C6.8~46.6质量份、以及水40~65质量份加入到反应器中，在40°C~60°C的温度下搅拌混合溶解后，再加入小单体、加入巯基乙酸0.2~1.2质量份，升温至75°C~85°C，在70min~90min的时间内滴加入质量百分比浓度为2.4~3.0%的过硫酸铵水溶液15~30质量份，再在75°C~85°C的温度下保温2~3h进行聚合反应，然后将反应后物料降温至室温，用质量百分比浓度为30%的氢氧化钠水溶液中和至pH=6.8~7.2，即制得聚羧酸减水剂； 所述大单体A是甲基烯丙基聚氧乙烯醚，该大单体A的化学结构式如下:
式中:n=32~44，大单体A的平均分子量范围为1500~2000 ； 所述大单体C是异戊烯醇聚氧乙烯醚，该大单体C的化学结构式如下:
CH3
式中:m=52~62，大单体C的平均分子量范围为2400~2814 ; 所述小单体是丙烯酸3.5~20质量份。
2.按权利要求1所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体A5~30质量份、大单体C6.8~46.6质量份替换为大单体A6.0~35.2质量份、大单体B9.2~54.8质量份； 所述大单体B是异戊烯醇聚氧乙烯醚，该大单体B的化学结构式如下:
CH,
I
CH, = C—CHiCHi
? , 、
\- / m 式中m=32~44，大单体B的平均分子量范围为1500~2000。
3.按权利要求1或2所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述小单体是丙烯酸3.5~12质量份替换为所述小单体是丙烯酸3.5~12质量份和丙烯磺酸钠0.05~2质量份。
4.按权利要求1或2所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述小单体是丙烯酸3.5~12质量份替换为所述小单体是丙烯酸3.5~12质量份、丙烯磺酸钠0.05~2质量份和丙烯腈0.05~1.00质量份。
5.按权利要求1或2所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体A的化学结构式中较好的为n=39、分子量为1788 ;所述大单体C的化学结构式中较好的为m=62、分子量为2814。
6.按权利要求3所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体A的化学结构式中较好的为n=39、分子量为1788 ;所述大单体C的化学结构式中较好的为m=62、分子量为2814。
7.按权利要求4所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体A的化学结构式中较好的为n=39、分子量为1788 ;所述大单体C的化学结构式中较好的为m=62、分子量为2814。
8.按权利要求2、6或7所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体B的化学结构式中较好的为m=36、分子量为1670。
9.按权利要求3所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体B的化学结构式中较好的为m=36、分子量为1670。
10.按权利要求4所述两种结构的聚醚大单体组合制备聚羧酸减水剂的方法，其特征是:所述大单体B的化学结构式中较好的为m=36、分子量为1670。
【文档编号】C08F220/06GK103483504SQ201310416209
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】舒豆豆, 刘才林, 鲜芳燕, 曹莹, 张文博, 杨海君, 任先艳 申请人:四川同舟化工科技有限公司, 西南科技大学