一種水溶性梳型聚合物及合成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及混凝土用減水劑及合成方法，具體地說(shuō)，涉及一種水溶性梳型聚合物及合成方法。所述水溶性梳型聚合物的合成方法，包括如下步驟：備料；配料；滴加；熟化；中和。采用本發(fā)明制備的水溶性梳型聚合物，主鏈?zhǔn)怯杀┧帷⒓谆┧岬纫蚁┗人峋酆隙?，?cè)鏈?zhǔn)撬苄跃€性脲醛樹(shù)脂，該聚合物的合成工藝簡(jiǎn)單，具有良好的水泥分散性，可做為一種新型的混凝土減水劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水溶性梳型聚合物及合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土用減水劑及合成方法，具體地說(shuō)，涉及一種水溶性梳型聚合物及合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土外加劑是指摻入混凝土中，不大于水泥質(zhì)量5%，并能按要求提高或者改進(jìn)混凝土拌合物性能或者硬化混凝土性能的添加劑。在混凝土外加劑中，使用量最大的是減水劑，它能在保證正常施工的前提下大幅度減少混凝土拌合物的用水量，從而提高混凝土強(qiáng)度，減少單方混凝土水泥用量，降低成本。據(jù)市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，減水劑約占市場(chǎng)上混凝土外加劑總量的70%~80%。
[0003]根據(jù)減水劑的發(fā)展歷程、減水率的大小以及原料來(lái)源等，一般把減水劑產(chǎn)品劃分為三代:第一代命名為普通減水劑，以木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉為代表，包括單寧酸、揭煤等，減水率小于10% ;第二代稱(chēng)之為聞效減水劑，減水率大于18%,以蔡系聞效減水劑為代表，包括氨基磺酸鹽減水劑、密胺樹(shù)脂減水劑、脂肪族減水劑等；第三代減水劑在GB8076—2008中命名為高性能減水劑，減水率大于25%，因其現(xiàn)有產(chǎn)品均為聚羧酸鹽類(lèi)產(chǎn)品，又稱(chēng)為聚羧酸高性能減水劑。這三代減水劑各有性能特點(diǎn)，在目前市場(chǎng)上都有應(yīng)用。
[0004]與第一代、第二代減水劑相比，聚羧酸系高效減水劑具有以下突出的優(yōu)點(diǎn):對(duì)水泥分散性能力更強(qiáng)、減水率更高、混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失更小、混凝土包裹好、和易性好、高標(biāo)號(hào)混凝土粘度小；混 凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)大、收縮小、抗?jié)B好、抗腐蝕能力強(qiáng)。此外，聚羧酸減水劑本身不含硫酸鈉、不含氨、不含甲醛、無(wú)氯、幾乎不含堿。因此，可以說(shuō)，聚羧酸減水劑是真正意義上的高性能現(xiàn)代化減水劑產(chǎn)品。目前，市場(chǎng)上的高標(biāo)號(hào)混凝土、自流平混凝土、超長(zhǎng)泵送混凝土、海工混凝土、鐵路用混凝土、機(jī)場(chǎng)用混凝土、公路用混凝土、水利大壩、水電用混凝土等均使用聚羧酸減水劑配置，按2013年統(tǒng)計(jì)，普通混凝土使用聚羧酸已經(jīng)超過(guò)50%。
[0005]根據(jù)聚羧酸減水劑使用的大單體不同，聚羧酸高性能減水劑又可細(xì)分為:1、酯類(lèi)聚羧酸高性能減水劑，使用的大單體為甲基丙烯酸，丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯)；2、醚類(lèi)聚羧酸高性能減水劑，使用的大單體為烯丙醇聚乙二醇醚、甲基烯丙醇聚乙二醇醚、異戊烯醇聚乙二醇醚等。由這些大單體我們可以看出，現(xiàn)有的聚羧酸系高效減水劑側(cè)鏈均為聚氧乙烯，不同的僅僅是聚氧乙烯與主鏈的鏈接方式。
[0006]國(guó)外對(duì)聚羧酸高性能減水劑研究和應(yīng)用最早的國(guó)家是日本。如觸媒公司、花王、麥思特等很早就有了聚羧酸減水劑產(chǎn)品。日本觸媒株式會(huì)社申請(qǐng)的涉及聚羧酸減水劑的中國(guó)專(zhuān)利有 CN97126334、CN97126334、CN99127479、CN200580023517、CN200410033714、CN200610071910、CN200610071910、CN200980117278 等，這些專(zhuān)利包含了許多聚羧酸合成和復(fù)配技術(shù)。韓國(guó)也是聚羧酸減水劑研究和應(yīng)用較早的國(guó)家，如LG化學(xué)、清都株式會(huì)社等，至2006年韓國(guó)除固體減水劑外幾乎全部使用聚羧酸減水劑。歐美等地近二十年來(lái)對(duì)羧酸系減水劑方面的研究一直比較深入，聚羧酸的使用比較廣泛，申請(qǐng)的中國(guó)專(zhuān)利有巴斯夫公司 CN200880111132，格雷斯公司 CN201080005070 等。
[0007]20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)內(nèi)一些高校、研究院所等都在研究非萘系的新型減水劑。雖然國(guó)內(nèi)有關(guān)文章發(fā)表的實(shí)際數(shù)量不少，但在作用機(jī)理、減水劑對(duì)水泥水化與漿體微結(jié)構(gòu)的影響等方面研究不多，只在一些高校的學(xué)位論文中略探討。合成的產(chǎn)品也主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段，離工業(yè)化生產(chǎn)還有相當(dāng)?shù)木嚯x。2005年后，國(guó)內(nèi)興起了聚羧酸減水劑的研究熱潮，許多研究者通過(guò)分子設(shè)計(jì)途徑不斷探索高性能減水劑的合成方法，聚羧酸系高性能減水劑的開(kāi)發(fā)研究取得了很大的進(jìn)展，在北京、上海、江浙等地已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，如上海建筑科學(xué)研究院、江蘇省建筑科學(xué)研究院、山東建筑科學(xué)研究院、中國(guó)建筑科學(xué)研究院等，近年來(lái)申請(qǐng)的專(zhuān)利有中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院CN200910077550 ,CN200910077550;北京市建筑工程研究院CN200810134808 ;江蘇省建筑科學(xué)研究院CN200810134808、CN200710190296 、CN200710190295、CN200710190297 、CN200710190297 、CN200710190296、CN200710131423 、CN200710131423、 CN200710024393 、CN200710024393 等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于，提供一種主鏈?zhǔn)怯杀┧?、甲基丙烯酸等乙烯基羧酸聚合而成，?cè)鏈?zhǔn)撬苄跃€性脲醛樹(shù)脂的水溶性梳型聚合物及合成方法。
[0009]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種水溶性梳型聚合物，其特征在于:該聚合物重復(fù)單元及分子式可由下述通式表
示:
【權(quán)利要求】
1.一種水溶性梳型聚合物，其特征在于:該聚合物重復(fù)單元及分子式可由下述通式表示:
2.如權(quán)利要求1所述水溶性梳型聚合物的合成方法，其特征在于:包括如下步驟:(1)備料:濃度為50%的大分子單體水溶液、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、小單體、濃度為30%的液堿和水，上述的各種原料的質(zhì)量百分比分別為:大分子單體水溶液62%、引發(fā)劑0.25%-0.3%、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2%-0.42%、小單體3.4%_4%、液堿6%、余量為水； (2)配料 (2A)在反應(yīng)設(shè)備中加入大分子單體水溶液，開(kāi)啟攪拌，并升溫至60°C _85°C，待用；(2B)將水分為等量的兩份，其中一份與引發(fā)劑充分溶解，制成的溶液加入一號(hào)滴加設(shè)備中；另一份與鏈轉(zhuǎn)移劑和小單體充分溶解，制成的溶液加入到二號(hào)滴加設(shè)備中； (3)滴加 將一號(hào)滴加設(shè)備中的溶液和二號(hào)滴加設(shè)備中的溶液同時(shí)勻速滴加到反應(yīng)設(shè)備中，滴加時(shí)間為3小時(shí)，保證3小時(shí)后，一號(hào)滴加設(shè)備中的物料和二號(hào)滴加設(shè)備中的物料全部滴加到反應(yīng)設(shè)備中；滴加過(guò)程中溫度維持在60°C -85°C ； (4)熟化:滴加完成后，維持溫度不變，保溫熟化I小時(shí)； (5)中和:降溫至45°C，將液堿緩慢底架至反應(yīng)設(shè)備中，滴加時(shí)間20分鐘，保證20分鐘后，液堿全部滴加到反應(yīng)設(shè)備中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述水溶性梳型聚合物的合成方法，其特征在于:所述大分子單體水溶液為端基含雙鍵的水溶性線性脲醛樹(shù)脂低聚物水溶液，該低聚物的重復(fù)單元及分子式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述水溶性梳型聚合物的合成方法，其特征在于:所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述水溶性梳型聚合物的合成方法，其特征在于:所述鏈轉(zhuǎn)移劑為烯丙基磺酸鈉、甲基烯丙基磺酸鈉、巰基乙酸或巰基丙酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述水溶性梳型聚合物的合成方法，其特征在于:所述小單體為丙烯酸或甲基丙烯酸 。
【文檔編號(hào)】C08F220/06GK103865005SQ201410024128
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】陳杰, 楊國(guó)武, 方世昌, 皮永奇 申請(qǐng)人:貴州石博士科技有限公司