一种梳状嵌段聚羧酸减水剂键合改性硅灰的方法与流程

文档序号:11171675阅读:1075来源:国知局
本发明涉及一种梳状嵌段聚羧酸减水剂键合改性硅灰的方法,属于水泥混凝土掺合剂领域。

背景技术:
随着现代科学技术和生产的发展,特别是“高性能混凝土”这一概念的提出,混凝土的使用更加注重混凝土耐久性、工作性以及在严酷使用环境中适应性。硅灰由于具有亚微米球状尺寸,在高性能混凝土中具有填充毛细孔,提高混凝土致密性的作用;同时,硅灰在水泥浆体中具有滚珠效应,提高水和骨料、水泥颗粒之间的流动性等。2012年中国建材联合会混凝土外加剂分会第十三次会员代表大会公开了硅灰的特性与其在水泥基材料中的特殊功效,硅灰具有降低粘度,提高屈服值,提高混凝土拌合物稳定性,降低对原材料变异和配料误差的敏感性,同时兼有提高粘聚性,减少泌水、助泵,提高抗渗性、强度和耐久性的功能;低掺量(5%以下)有物理减少作用等优点。但是未经处理的硅灰由于颗粒的平均粒径在微米级,比表面积非常大,易于粘连和团聚,导致混凝土太粘,难于施工。然而,由于硅灰主要成分为活性较低的二氧化硅,国内功能化硅灰的研究基本是空白,导致国产硅灰产品单一,而复配产品往往不稳定,有时甚至达不到预计的效果。因此,实现硅灰功能化设计、多元化的生产,对硅灰的推广具有重要的意义。自由基聚合具有宽广的单体选择范围,温和的反应条件(无氧,0~100),甚至可以在水中进行悬浮或乳液聚合,这些特点决定了其在工业生产中的主导地位,约有70%以上的塑料源于自由基聚合。因此,活性自由基聚合无疑是最具有开发价值和学术价值的聚合反应。但活性自由基聚合也存在着缺陷,如自由基聚合的本质(慢引发,快速链增长,易发生链终止和链转移等)决定了聚合反应的不可控行为,其结果常常导致聚合产物呈现宽分布,分子量和结构不可控,有时甚至会发生支化、交联等,从而严重影响聚合物的性能,此外传统的自由基聚合也不能用于合成指定结构的规整聚合物。就聚合反应而言,要合成具有确定结构的聚合物,则要求所有的链应同时引发,增长相似,这就需要快速引发,在聚合结束前增长链应保持活性,链转移和链终止的效果可以忽略,而自由基聚合的本质(慢引发、快终止)与之正好相反。国内目前还没有人提出在RAFT链转移剂和引发剂的作用下使梳状嵌段聚羧酸减水剂和硅灰通过化学反应键合的微观改性思路,在国内工业生产中也还没有人提出。国内分别针对硅灰和聚羧酸减水剂各自在混凝土的宏观改性提出了少量专利,而没有合成聚合产物呈现窄分布,分子量和结构可控的聚羧酸减水剂,并且没有将硅灰和聚羧酸减水剂两者通过化学键合成一种材料,从而实现两者在水泥混凝土材料中的功能化的统一。中国专利CN104497228A介绍了一种混合聚酯醚大单体制备聚羧酸减水剂的方法,属于减水剂领域。本发明以两种聚醚大单体和马来酸酐聚乙二醇酯为原料,经多元聚合,在丙烯酸、链转移剂及还原剂存在的条件下,生成聚羧酸减水剂。本发明利用聚醚大单体和酯类大单体的结构差异影响聚羧酸减水剂的结构和性能,平衡了聚羧酸减水剂的减水率和保坍性;利用酯醚混合结构有效降低聚羧酸减水剂的引气率。本发明具有工艺过程简单,控制方便,工业化容易,成本低廉,安全环保的优点。但是聚合产物品种多,分子量分布宽,结构不可控,使聚羧酸减水剂的效果没那么显著。中国专利CN103896510A介绍了一种聚羧酸减水剂及其制备方法,其由式(1)、(2)和(3)所示单体A、B和C通过无规共聚而得到的,各单体之间的摩尔比为A:B:C=2.5:5.5~10:1,其制备方法包括如下步骤:(1)在反应容器中,将作为单体A的端烯基聚氧乙烯醚溶解于去离子水中,然后在搅拌下加热到60~65;(2)加入双氧水水溶液,并搅拌约3~5分钟;(3)同时滴加作为单体B的丙烯酸和作为单体C的取代丙烯酸的水溶液,以及抗坏血酸和链转移剂的水溶液;(4)待滴加结束后,搅拌并保温约1~2小时,然后降温,并用氢氧化钠水溶液中和,得到所述的聚羧酸减水剂。该聚羧酸减水剂因其结构中的苯环的空间位阻,降低了水泥颗粒之间的接触,从而提高了混凝土的分散性和保坍性。但是此聚羧酸减...
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