专利名称：一种具有疏水特性的高性能混凝土养护剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及混凝土领域，特别是涉及一种通过自由基溶液聚合制备具有疏水特性的高性能混凝土养护剂的方法。
背景技术：
混凝土养护是混凝土施工的一个重要环节，合适的养护能够大幅度提高混凝土的综合性能，比如强度、体积稳定性、耐久性等性能。养护剂作为目前实际工程应用中一种新的养护方法受到了越来越多的重视，然而通过化学成膜来实现混凝土养护，尤其是高性能混凝土养护面临的一个重要问题就是养护剂保水率有待进一步提高。按照建材行业标准 (JC-901-2002)和ASTM C156-03，高性能养护剂在高温低湿条件下，72小时内保水率要达到90%，每平方米失水要小于550克。目前国内养护剂产品大多是在市售苯丙乳液的基础上复配各种成膜助剂制备而成，其保水性能仅维持在60 %左右，无法满足混凝土养护的需要，严重制约了混凝土养护剂的推广应用。而在美国专利(专利号4507454)中，公开了一种具有高保水率的混凝土养护剂制备方法，其主要是通过溶液自由基聚合，单体组成包括以下三个部分1，侧链碳原子数为12-20的甲基丙烯酸酯类(丙烯酸酯类)单体；2，含有芳香环的乙烯基不饱和单体；3，含有乙烯基的不饱和酸。该专利中引入的侧链碳原子数为12-20的甲基丙烯酸酯类(丙烯酸酯类)单体可以大幅度改善养护剂的保水性能，但是其在单体中的含量较高(15-30%)，一定程度上限制了这类产品的应用。如何进一步提高保水性能和降低成本成为高性能混凝土养护剂的研究方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有疏水特征的高性能混凝土养护剂的制备方法。本发明的具体技术方案如下在70-90°C的温度条件下，在有机溶剂体系中，利用自由基引发剂，对以下单体进行自由基聚合而成；(1)侧链碳原子数<4的短侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体， 其含量占整个单体含量的88 ； (2)侧链碳原子数> 6的具有疏水特征的长侧链含氟丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体，其含量占整个单体含量的5 10wt% ;(3)乙烯基不饱和酸，其含量占整个单体含量的1 ；在整个反应体系中，有机溶剂的含量为 50% -90wt%，三种单体和自由基引发剂的含量之和为10-50wt%，其中自由基引发剂占不饱和双键单体含量的0. 2% -Iwt%。上述的短侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体(侧链碳原子数< 4)，为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯。上述的具有疏水特征的长侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体(侧链碳原子数 > 6)为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯。上述的乙烯基不饱和酸为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸。上述的有机溶剂可以为以下有机溶剂中的一种或两种以上任意比例的混合物甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙苯。上述的自由基引发剂为以下一种或两种以上任意比例的混合物偶氮二异丁氰、 偶氮二异庚氰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯。整个聚合反应的时间为3-证。本发明通过在高分子链结构中引入具有疏水特征的长侧链含氟丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体(侧链碳原子数>6)，利用含氟单体低的表面能和自我聚集倾向，达到大幅度降低膜亲水性的目的，从而大幅度提高了混凝土养护剂的保水性能，最高抑制效率可以达到95%。
具体实施例方式下面结合实施例对发明作进一步的说明，其中测试养护剂保水率所采用的方法是建材行业标准(JC-901-2002)。实施例1在70°C条件下，将IOOg对二甲苯、5g甲基丙烯酸甲酯、4.4g甲基丙烯酸丁酯、0.5g 甲基丙烯酸六氟丁酯、0. Ig丙烯酸，0. 02g偶氮二异丁氰均勻的搅拌在一起，反应3h，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达 70%。实施例2在70°C条件下，将IOOg对二甲苯、IOg甲基丙烯酸甲酯、8. 8g甲基丙烯酸丁酯、 Ig甲基丙烯酸六氟丁酯、0. 2g丙烯酸，0. 04g偶氮二异丁氰均勻的搅拌在一起，反应证，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达 82%。实施例3在80°C条件下，将50g对二甲苯、50g乙苯、13. 2g甲基丙烯酸甲酯、13. 2g甲基丙烯酸丁酯、3g丙烯酸六氟丁酯、0. 6g丙烯酸，0. 3g过硫酸钾均勻的搅拌在一起，反应5h，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达 90%。实施例4在90°C条件下，将50g对二甲苯、50g乙苯、22g甲基丙烯酸甲酯、22g甲基丙烯酸丁酯、5g丙烯酸六氟丁酯、Ig丙烯酸，0. Ig过硫酸钾均勻的搅拌在一起，反应5h，冷却出料。 按照建材行业标准(JC-901-2002)测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达95%。实施例5在80°C条件下，将40g对二甲苯、40g邻二甲苯、20g乙苯、8. 2g甲基丙烯酸甲酯、 IOg丙烯酸丁酯、1. 5g甲基丙烯酸十二氟庚酯、0. 3g丙烯酸，0. 12g过氧化苯甲酰均勻的搅
4拌在一起，反应4h，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达94%。实施例6在80°C条件下，将50g甲苯、30g邻二甲苯、20g乙苯、8. 2g甲基丙烯酸甲酯、IOg 丙烯酸丁酯、0. 5g丙烯酸六氟丁酯、1. Og甲基丙烯酸十二氟庚酯、0. 3g丙烯酸、0. 03g偶氮二异丁氰、0.03g过硫酸钾均勻的搅拌在一起，反应证，冷却出料。按照建材行业标准 (JC-901-2002)测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达92%。实施例7在80°C条件下，将IOOg对二甲苯、18. 2g甲基丙烯酸甲酯、0. 5g丙烯酸六氟丁酯、 Ig丙烯酸十二氟庚酯、0. 3g丙烯酸，0. 04g偶氮二异丁氰均勻的搅拌在一起，反应5h，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达 80%。实施例8在80°C条件下，将IOOg对二甲苯、17. 7g甲基丙烯酸甲酯、2. Og丙烯酸十三氟辛酯、0. 3g衣庚酸，0. 04g偶氮二异丁氰均勻的搅拌在一起，反应证，冷却出料。按照建材行业标准(JC-901-20(^)测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达82%。实施例9在80°C条件下，将IOOg对二甲苯、IOg甲基丙烯酸甲酯、7. 8g甲基丙烯酸丁酯、 1. Og丙烯酸六氟丁酯、1. Og丙烯酸十三氟辛酯、0. 2g甲基酸，0. 04g偶氮二异丁氰均勻的搅拌在一起，反应证，冷却出料。按照建材行业标准(^-901-200 测试其在混凝土表面的保水率，结果表明可达88%。
权利要求
1.一种具有疏水特性的高性能混凝土养护剂的制备方法，其特征在于在70-90°C的温度条件下，在有机溶剂体系中，利用自由基引发剂，对以下单体进行自由基聚合而成；(1) 侧链碳原子数<4的短侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体，其含量占整个单体含量的88 ； (2)侧链碳原子数> 6的具有疏水特征的长侧链含氟丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体，其含量占整个单体含量的5 IOwt % ;C3)乙烯基不饱和酸，其含量占整个单体含量的1 2wt% ；在整个反应体系中，有机溶剂的含量为50% -90wt%，三种单体和自由基引发剂的含量之和为10-50wt%，其中自由基引发剂占不饱和双键单体含量的 0. 2% -lwt%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述短侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述具有疏水特征的长侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述乙烯基不饱和酸为以下单体的一种或两种以上任意比例的混合物丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机溶剂为以下有机溶剂中的一种或两种以上任意比例的混合物甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙苯。
6.如权利要求1所述一种具有疏水特征的高性能混凝土养护剂的制备方法，其特征在于所述自由基引发剂为以下一种或两种以上任意比例的混合物偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯。
7.如权利要求1所述一种具有疏水特征的高性能混凝土养护剂的制备方法，其特征在于聚合时间为3- ！。
全文摘要
本发明公开了一种具有疏水特性的高性能混凝土养护剂的制备方法，在于在70-90℃的温度条件下，在有机溶剂体系中，利用自由基引发剂，对以下单体进行自由基聚合而成；(1)侧链碳原子数＜4的短侧链丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体，其含量占整个单体含量的88～94wt％；(2)侧链碳原子数＞6的具有疏水特征的长侧链含氟丙烯酸酯类(丙烯酸甲酯类)单体，其含量占整个单体含量的5～10wt％；(3)乙烯基不饱和酸，其含量占整个单体含量的1～2wt％；在整个反应体系中，有机溶剂的含量为50％-90wt％，三种单体和自由基引发剂的含量之和为10-50wt％，其中自由基引发剂占不饱和双键单体含量的0.2％-1wt％。本发明可大幅度提高了混凝土养护剂的保水性能，最高抑制效率可以达到95％。
文档编号C08F220/14GK102504084SQ20111029128
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者冉千平, 刘加平, 李磊, 王育江, 田倩, 缪昌文 申请人:江苏博特新材料有限公司, 江苏省建筑科学研究院有限公司, 江苏苏博特新材料股份有限公司