一種低敏感共聚物分散劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低敏感共聚物分散劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將不飽和聚醚與水一起加入到反應(yīng)容器中，依次滴加引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、和不飽和酸的水溶液，滴加結(jié)束后保溫1.5～4小時，得到濃度為35～45％的反應(yīng)產(chǎn)物；(2)將聚丙烯酸、聚醚胺、上述不飽和聚醚和催化劑加入反應(yīng)容器中，于130～180℃下恒溫反應(yīng)2～5小時，得到第二共聚物；(3)稱第一共聚物、第二共聚物和調(diào)節(jié)助劑按60～90:10～40:0.5～1的質(zhì)量比混合均勻，即得到所述低敏感共聚物分散劑。所述低敏感共聚物分散劑對摻量及混凝土材料的敏感度低，應(yīng)用于混凝土，具有優(yōu)異的綜合性能。本發(fā)明的制備方法工藝簡單，條件容易控制，性能穩(wěn)定，生產(chǎn)中不含污染環(huán)境的有機溶劑，是一種綠色環(huán)保的水溶性高分子，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
-種低敏感共聚物分散劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于混凝±外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種低敏感共聚物分散劑的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚簇酸高性能減水劑具有滲量低、減水率高、分子結(jié)構(gòu)設(shè)計自由度大、環(huán)境友好等 優(yōu)點，成為混凝±外加劑領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展重點。目前市面上應(yīng)用的聚簇酸減水劑存 在一些問題：（1)在高溫環(huán)境下保巧性不足；（2)對滲量敏感，滲量波動時，性能相差甚遠；
[3] 對砂石集料的含泥量敏感性強。
[0003] 因此，性能更為優(yōu)越且對材料的普遍適應(yīng)能力更好的低敏感性聚簇酸減水劑急需 開發(fā)?？岚沸蜏p水劑是一種新型的聚簇酸減水劑結(jié)構(gòu)，具有獨特的分散能力，優(yōu)越保巧性 能，對混凝±材料差異敏感性低，與普通減水劑相比具有性能優(yōu)勢明顯。但是目前生產(chǎn)酷胺 酷胺型減水劑技術(shù)難度大，且成本比較高。
[0004] CN 102515619 A公開了一種聚酸胺改性聚簇酸系減水劑及其制備方法，該技術(shù)方 案是通過5.0 %~50.0 %重量的簇酸基結(jié)構(gòu)單元I和簇酸基結(jié)構(gòu)單元Π 的重均分子量為 1000~30000的聚簇酸共聚物與聚酸胺單體A在80°C~200°C下進行酷胺化得到的重均分子 量為5000~120000的聚酸胺改性聚簇酸共聚物，該減水劑適應(yīng)性較好，但產(chǎn)品的酷化率難 W保證，從而影響產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)中接枝的聚酸胺側(cè)鏈的數(shù)量，進而影響產(chǎn)品減水率等綜合 性能。CN 104031216 A公開了一種聚酸-酷胺型聚簇酸高效減水劑及其制備方法，該技術(shù)方 案先通過聚酸胺與酷氯單體反應(yīng)得到聚酸胺單體，然后加入聚氧乙締酸單體和簇基單體在 引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑條件下在水溶液中進行自由基共聚合得到，該減水劑具有良好分散性及 保巧性，但是在酷胺化反應(yīng)制備可聚合單體過程中條件苛刻，難W控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種低敏感共聚物分散劑的制備方 法。
[0006] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0007] -種低敏感共聚物分散劑的制備方法，包括如下步驟：
[000引 （1)第一共聚物制備:將數(shù)均分子量為2000~4000的不飽和聚酸與水一起加入到 反應(yīng)容器中，控制溫度在15~60°C，于1~4小時依次滴加引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、和不飽和酸的 水溶液，滴加結(jié)束后保溫1.5~4小時，得到濃度為35~45 %的反應(yīng)產(chǎn)物;其中上述不飽和酸 的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的5~15%，引發(fā)劑的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的1.5~5.5%，鏈轉(zhuǎn) 移劑的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的0.5~1.5% ;將所得反應(yīng)產(chǎn)物用堿性物質(zhì)調(diào)整抑至6.0~ 7.0,得到淡黃色澄清溶液，即為第一共聚物，上述不飽和聚酸為甲基締丙基聚氧乙締酸 (TPEG)或異下締醇聚氧乙締酸化陽G);
[0009] (2)第二共聚物制備:將數(shù)均分子量為300~600的聚丙締酸、數(shù)均分子量為1000~ 3000的聚酸胺、上述不飽和聚酸和催化劑加入反應(yīng)容器中，于130~180°C下恒溫反應(yīng)2~5 小時，得到第二共聚物;其中上述聚丙締酸、聚酸胺和不飽和聚酸的摩爾比為5~10:50~ 10:50~10,催化劑的用量為聚丙締酸、聚酸胺和不飽和聚酸總質(zhì)量的0.5~2.5%;
[0010] (3)低敏感共聚物分散劑的制備：稱第一共聚物、第二共聚物和調(diào)節(jié)助劑按60~ 90:10~40:0.5~1的質(zhì)量比混合均勻，即得到所述低敏感共聚物分散劑。
[0011] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟（1)中的不飽和酸為丙締酸或甲基丙 締酸。
[0012] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟（1)中的引發(fā)劑為過硫酸錠、過硫酸 鐘、雙氧水或偶氮二異下瞇鹽酸鋼。
[0013] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟（1)中的鏈轉(zhuǎn)移劑為琉基乙酸、異丙 醇、甲酸鋼、3-琉基丙酸異辛醋、十二烷基硫醇或3-琉基丙酸。
[0014] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟（1)中的堿性物質(zhì)為氨氧化鋼、氨氧化 巧、氨氧化鐘、氧化巧、氨水和乙醇胺中的至少一種。
[0015] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟(2)中的催化劑為濃硫酸、濃憐酸、對 甲苯橫酸或氨基橫酸。
[0016] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述步驟(3)中的調(diào)節(jié)助劑為丙締酷胺，尿素和 硫氯酸鋼中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：
[001引1、本發(fā)明的制備方法工藝簡單，條件容易控制，性能穩(wěn)定，生產(chǎn)中不含污染環(huán)境的 有機溶劑，是一種綠色環(huán)保的水溶性高分子，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0019] 2、本發(fā)明由兩種共聚物共混而成，第一共聚物具有高減水率;第二共聚物通過酷 化反應(yīng)過程在聚簇酸分子結(jié)構(gòu)中引入酷胺基和醋基，并可通過控制聚酸胺和不飽和聚酸的 分子量來控制側(cè)鏈的長度，具有高保巧性;調(diào)節(jié)助劑可改善混凝±和易性;使得本發(fā)明制備 的低敏感共聚物分散劑對滲量及混凝±材料的敏感度低，將其應(yīng)用于混凝±，具有優(yōu)異的 綜合性能。
【具體實施方式】
[0020] W下通過【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明和描述。
[0021] 實施例1
[0022] (1)第一共聚物制備:稱取數(shù)均分子量為4000的T陽G150g，隨200g水一起加入到四 口燒瓶中，恒溫至50°C。分別滴加過硫酸錠水溶液（1.5g過硫酸錠+20g水）、琉基乙酸水溶液 (1.2g琉基乙酸巧Og水），丙締酸水溶液（17g丙締酸+20g水），滴加時間為3.5小時，滴加結(jié)束 后保溫1.0小時。降溫至40°C，用氨氧化鋼調(diào)整pH值在6.0~7.0的范圍內(nèi)，得到濃度約為 40 %淡黃色澄清溶液，即為第一共聚物。
[0023] (2)第二共聚物制備:將3g數(shù)均分子量為300的聚丙締酸、50g數(shù)均分子量為1000的 聚酸胺、150g數(shù)均分子量為3000的HPEG和5g濃硫酸加入四口燒瓶內(nèi)，開動攬拌裝置，于150 °C下恒溫3小時，得到第二共聚物。
[0024] (3)低敏感共聚物分散劑的制備:稱取80g第一共聚物、20g第二共聚物、0.：3g丙締 酷胺和0.5g硫氯酸鋼共混，即得到低敏感共聚物分散劑。
[0025]實施例2
[00%] (1)第一共聚物制備:稱取數(shù)均分子量為4000的冊EG150g，隨200g水一起加入到四 口燒瓶中，恒溫至45°C，分別滴加過加雙氧水的水溶液(0.75g雙氧水+25g水）、十二烷基硫 醇的水溶液（1 .〇5g十二烷基硫醇+25g水），甲基丙締酸水溶液(20g甲基丙締酸+20g水），滴 加時間為4小時，滴加結(jié)束后保溫1.5小時，降溫至40°C，用氨水調(diào)整pH值在6.0~7.0的范圍 內(nèi)。得到濃度約為40 %淡黃色澄清溶液，即為第一共聚物。
[0027] (2)第二共聚物制備:將4g數(shù)均分子量為400的聚丙締酸、lOOg數(shù)均分子量為2000 的聚酸胺、120g數(shù)均分子量為2400的TPEG和6g濃憐酸加入四口燒瓶內(nèi)，開動攬拌裝置，于 170°C下恒溫5小時，得到第二共聚物。
[0028] (3)低敏感共聚物分散劑的制備:稱取70g第一共聚物、30g第二共聚物、0.?尿素 和0.4g硫氯酸鋼共混，即得到低敏感共聚物分散劑。
[0029] 實施例3
[0030] (1)第一共聚物制備:稱取數(shù)均分子量為3000的HPEG150g，隨200g水一起加入到四 口燒瓶中，恒溫至55°C，分別滴加偶氮二異下瞇鹽酸鋼的水溶液(l.Og偶氮二異下瞇鹽酸鋼 +20g水）、3~琉基丙酸的水溶液（1.25g3~琉基丙酸+20g水），丙締酸水溶液(20g丙締酸+ 20g水），滴加時間為3.5小時，滴加結(jié)束后保溫1.5小時。降溫至40°C，用氨水和氨氧化鐘的 混合溶液調(diào)整pH值在6.0~7.0的范圍內(nèi)。得到濃度約為40%淡黃色澄清溶液，即為第一共 聚物。
[0031] (2)第二共聚物制備:將6g數(shù)均分子量為600的聚丙締酸、125g數(shù)均分子量為2500 的聚酸胺、150g數(shù)均分子量為3000的TPEG和8g氨基橫酸加入四口燒瓶內(nèi)，開動攬拌裝置，于 180°C下恒溫4小時，得到第二共聚物。
[0032] (3)低敏感共聚物分散劑的制備:稱取75g第一共聚物、25g第二共聚物和0.7g硫氯 酸鋼共混，即得到低敏感共聚物分散劑。
[0033] 實施例4
[0034] 將實施例1~3所得的低敏感共聚物分散劑W及對比樣(普通聚簇酸減水劑），采用 標準水泥，根據(jù)GB 8076~2008《混凝±外加劑》，測其巧落度?；炷琅浜媳葹?水泥360kg/ m3、砂803kg/m3、石頭98化g/m3，所得結(jié)果如表1和表2所示。
[0035] 表1不同滲量條件下實施例性能對比
[0039]試驗結(jié)果說明，本發(fā)明分散劑中的第一共聚物存在親水的徑基、簇基，憎水的碳鏈 和具有一定空間位阻效應(yīng)的聚氧乙締酸長鏈結(jié)構(gòu)，具有較高減水率和分散性，第二共聚物 中含有酷胺基和醋基，并可通過控制聚酸胺和不飽和聚酸的分子量來控制側(cè)鏈的長度，具 有高保巧性，對滲量及混凝±材料的敏感度低，調(diào)節(jié)助劑可改善混凝±和易性。因此，本發(fā) 明應(yīng)用于混凝±，具有優(yōu)異的綜合性能。
[0040] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，本發(fā)明的技術(shù)參數(shù)和反應(yīng)組分在下述范圍內(nèi)變化時仍 然能夠取得與上述實施例相同或相近的技術(shù)效果，仍然屬于本發(fā)明的保護范圍：
[0041] -種低敏感共聚物分散劑的制備方法，包括如下步驟：
[0042] (1)第一共聚物制備:將數(shù)均分子量為2000~4000的不飽和聚酸與水一起加入到 反應(yīng)容器中，控制溫度在15~60°C，于1~4小時依次滴加引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、和不飽和酸的 水溶液，滴加結(jié)束后保溫1.5~4小時，得到濃度為35~45 %的反應(yīng)產(chǎn)物;其中上述不飽和酸 的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的5~15%，引發(fā)劑的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的1.5~5.5%，鏈轉(zhuǎn) 移劑的用量為不飽和聚酸質(zhì)量的0.5~1.5% ;將所得反應(yīng)產(chǎn)物用堿性物質(zhì)調(diào)整抑至6.0~ 7.0,得到淡黃色澄清溶液，即為第一共聚物，上述不飽和聚酸為甲基締丙基聚氧乙締酸 (TPEG)或異下締醇聚氧乙締酸化陽G);
[0043] (2)第二共聚物制備:將數(shù)均分子量為300~600的聚丙締酸、數(shù)均分子量為1000~ 3000聚酸胺、上述不飽和聚酸和催化劑加入反應(yīng)容器中，于130~180°C下恒溫反應(yīng)2~5小 時，得到第二共聚物;其中上述聚丙締酸、聚酸胺和不飽和聚酸的摩爾比為5~10:50~10: 50~10,催化劑的用量為聚丙締酸、聚酸胺和不飽和聚酸總質(zhì)量的0.5~2.5%;
[0044] (3)低敏感共聚物分散劑的制備：稱第一共聚物、第二共聚物和調(diào)節(jié)助劑按60~ 90:10~40:0.5~1的質(zhì)量比混合均勻，即得到所述低敏感共聚物分散劑。
[0045] 不飽和酸為丙締酸或甲基丙締酸。引發(fā)劑為過硫酸錠、過硫酸鐘、雙氧水或偶氮二 異下瞇鹽酸鋼。鏈轉(zhuǎn)移劑為琉基乙酸、異丙醇、甲酸鋼、3-琉基丙酸異辛醋、十二烷基硫醇或 3-琉基丙酸。堿性物質(zhì)為氨氧化鋼、氨氧化巧、氨氧化鐘、氧化巧、氨水和乙醇胺中的至少一 種。催化劑為濃硫酸、濃憐酸、對甲苯橫酸或氨基橫酸。調(diào)節(jié)助劑為丙締酷胺，尿素和硫氯酸 鋼中的至少一種。
[0046] W上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即 依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種低敏感共聚物分散劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟： (1) 第一共聚物制備:將數(shù)均分子量為2000~4000的不飽和聚醚與水一起加入到反應(yīng) 容器中，控制溫度在15~60 °C，于1~4小時依次滴加引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、和不飽和酸的水溶 液，滴加結(jié)束后保溫1.5~4小時，得到濃度為35~45 %的反應(yīng)產(chǎn)物;其中上述不飽和酸的用 量為不飽和聚醚質(zhì)量的5~15%，引發(fā)劑的用量為不飽和聚醚質(zhì)量的1.5~5.5%，鏈轉(zhuǎn)移劑 的用量為不飽和聚醚質(zhì)量的〇. 5~1.5% ;將所得反應(yīng)產(chǎn)物用堿性物質(zhì)調(diào)整pH至6.0~7.0， 得到淡黃色澄清溶液，即為第一共聚物，上述不飽和聚醚為甲基烯丙基聚氧乙烯醚或異丁 烯醇聚氧乙烯醚； (2) 第二共聚物制備:將數(shù)均分子量為300~600的聚丙烯酸、數(shù)均分子量為1000~3000 的聚醚胺、上述不飽和聚醚和催化劑加入反應(yīng)容器中，于130~180°C下恒溫反應(yīng)2~5小時， 得到第二共聚物;其中上述聚丙烯酸、聚醚胺和不飽和聚醚的摩爾比為5~10:50~10:50~ 10,催化劑的用量為聚丙烯酸、聚醚胺和不飽和聚醚總質(zhì)量的0.5~2.5%; (3) 低敏感共聚物分散劑的制備:稱第一共聚物、第二共聚物和調(diào)節(jié)助劑按60~90:10 ~40:0.5~1的質(zhì)量比混合均勻，即得到所述低敏感共聚物分散劑。2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟（1)中的不飽和酸為丙烯酸或 甲基丙烯酸。3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟（1)中的引發(fā)劑為過硫酸銨、過 硫酸鉀、雙氧水或偶氮二異丁瞇鹽酸鈉。4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟（1)中的鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸、 異丙醇、甲酸鈉、3-巰基丙酸異辛酯、十二烷基硫醇或3-巰基丙酸。5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟（1)中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、 氫氧化鈣、氫氧化鉀、氧化鈣、氨水和乙醇胺中的至少一種。6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的催化劑為濃硫酸、濃磷 酸、對甲苯磺酸或氨基磺酸。7. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的調(diào)節(jié)助劑為丙烯酰胺， 尿素和硫氰酸鈉中的至少一種。
【文檔編號】C04B24/26GK106082760SQ201610466276
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】林艷梅, 方云輝, 賴廣興, 賴華珍
【申請人】科之杰新材料集團有限公司