一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元共聚物及其制備方法
【專利摘要】公開一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元共聚物及其制備方法，其是下列三種單體的無規(guī)共聚而得到：?jiǎn)误wA，端烯基聚氧乙烯醚；單體B，不飽和羧酸或其鹽；及單體C，聚丙烯酰胺。所述方法包括：(1)將單體B和C按預(yù)定的摩爾比溶解于水中，得到水溶液1#；(2)將鏈轉(zhuǎn)移劑和交聯(lián)劑溶解于水中，得到水溶液2#；(3)將預(yù)定量的單體A和引發(fā)劑溶解于水中，并加熱至40~60℃，直至單體A完全溶解為止；(4)在保溫的情況下，同時(shí)勻速地滴加得自前面步驟的水溶液1#和水溶液2#，使得滴加時(shí)間為2~4小時(shí)；及(5)滴加完成后，在保溫的情況下，繼續(xù)反應(yīng)1~2小時(shí)，得到本發(fā)明的三元共聚物。當(dāng)其用作混凝土和易性改進(jìn)劑時(shí)，可瞬間吸附大量水分并緩慢釋放，故顯著提高混凝土的和易性。
【專利說明】一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元共聚物及其制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種三元共聚物及其制備方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元無規(guī)共聚物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]混凝土和易性改進(jìn)劑屬于保水劑的一種，目前國(guó)內(nèi)外的保水劑共分為兩大類，一類是丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物(聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀、聚丙烯酸銨等)；另一類是淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物(淀粉接枝丙烯酸鹽)。丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物是一類用途廣泛的多功能高分子化合物。如調(diào)整不飽和羧酸及其衍生物與丙烯酰胺的單體比例和反應(yīng)條件，可制備不同結(jié)構(gòu)和不同分子量的共聚物。
[0004]丙烯酸和丙烯酰胺含有羧基和酰胺基這樣的強(qiáng)吸濕基團(tuán)，故被作為有機(jī)高分子吸濕材料的重要一類。現(xiàn)有的保水劑大部分應(yīng)用于水處理以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面，但是沒有應(yīng)用于混凝土方面的報(bào)道，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有一些保水劑應(yīng)用于混凝土方面，其中科隆生產(chǎn)的保水劑已經(jīng)投入應(yīng)用。
[0005]保水劑的作用機(jī)理是通過先吸附大量的水分然后緩慢釋放的過程，目前市場(chǎng)上采用端烯基聚氧烷基醚合成的減水劑普遍存在前期泌水和漏石的現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)這種想象需要減少減水劑摻量，但是減小摻量有一個(gè)弊端就是后期保持不好，所以可以將保水劑適量的摻入到減水劑中使用，這樣可以提高混凝土的和易性，并且保水劑的后期緩慢釋放可以提高混凝土的保持性能。
[0006]目前聚丙烯酰胺在混凝土上應(yīng)用得到更多關(guān)注，因?yàn)榫郾０烦Ｋ?，聚丙烯酰胺作為混凝土外添加劑?yīng)用比較廣泛，主要起保水、增稠、粘合等作用，能改善混凝土粒子間相互作用，從而增加混凝土強(qiáng)度和韌性。有研究表明:對(duì)水泥混凝土橋面鋪裝層，能提高抗折強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、彎曲韌性和抗磨性有顯著作用，并可降低壓折比、滲透性和收縮性。聚丙烯酰胺在水泥中作為保水劑，添加量范圍區(qū)間比較大，主要取決于聚丙烯酰胺的分子量、粘度等指標(biāo)，所以開發(fā)一種新型的混凝土和易性改進(jìn)劑應(yīng)用于混凝土的研究勢(shì)在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為此，本發(fā)明人經(jīng)過深入研究和反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一種能夠同時(shí)解決上述問題的三元共聚物,并由此完成了本發(fā)明。
[0008]一方面，本發(fā)明提供一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元共聚物，其是通過下列三種單體的無規(guī)共聚而得到的共聚物:
[0009]單體A，端烯基聚氧乙烯醚；
[0010]單體B，不飽和羧酸或其鹽；及
[0011]單體C，聚丙烯酰胺，
[0012]其中，單體A與單體B的摩爾比為l:10(Tl:300，單體B與單體C的摩爾比為1:1~5:1，且該共聚物的重均分子量為I X 105~1 X IO60
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的三元共聚物的一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體A為選自下列中的一種:甲基烯丙基聚氧乙烯醚，及甲基烯丁基聚氧乙烯醚，且單體A的重均分子量為2000~4000。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的三元共聚物的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體B為選自下列中的一種:丙烯酸或其鹽，及甲基丙烯酸或其鹽。
[0015]另一方面，本發(fā)明提供一種制備上述三元共聚物的方法，該方法包括如下步驟:
[0016](I)將單體B和單體C按預(yù)定的摩爾比溶解于水中，得到水溶液1# ；
[0017](2)將鏈轉(zhuǎn)移劑和交聯(lián)劑溶解于水中，得到水溶液2# ；
[0018](3)在反應(yīng)容器中，將預(yù)定量的單體A和引發(fā)劑溶解于水中，并將其加熱至40^600C，直至單體A完全溶解為止；
[0019](4)在保持反應(yīng)容器溫度的情況下，同時(shí)勻速地滴加得自前面步驟的水溶液1#和水溶液2#，使得滴加時(shí)間為2~4小時(shí)；及
[0020](5)滴加完成后，在保持溫度的情況下，繼續(xù)反應(yīng)廣2小時(shí)，進(jìn)而得到由單體A、單體B和單體C無規(guī)共聚而成的三元共聚物。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方案中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸或巰基丙酸；所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為選自過硫酸銨、偶氮二異丁腈或者抗壞血酸-雙氧水中的一種。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)采用抗壞血酸-雙氧水作為引發(fā)劑時(shí)，抗壞血酸溶解于所述步驟(2)的水溶液2#中，雙氧水與所述單體A—起在所述步驟(3)溶解于水中。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，按單體B和單體C的總摩爾數(shù)計(jì)，所述鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為0.001~0.008摩爾，所述交聯(lián)劑的用量為0.0002、.0004摩爾，所述引發(fā)劑的用量為0.0f0.05摩爾。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體A與所述單體B的摩爾比為1:10(Tl: 300，所述單體B與所述單體C的摩爾比為1:1~5:1。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體A為選自下列中的一種:甲基烯丙基聚氧乙烯醚，及甲基烯丁基聚氧乙烯醚；且該單體A的重均分子量為2000-4000。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述單體B為選自下列中的一種:丙烯酸或其鹽，及甲基丙烯酸或其鹽。
[0027]當(dāng)本發(fā)明的和易性改進(jìn)劑應(yīng)用于混凝土?xí)r，有明顯的吸水效果，顯著增強(qiáng)了混凝土的和易性能，延長(zhǎng)保持時(shí)間。另外，由于加入第三單體聚醚，還顯著提高了混凝土的流動(dòng)性。本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，易于操作。
[0028]此外，本發(fā)明的和易性改進(jìn)劑，因其保水性能良好，具有瞬間吸水并能夠緩慢釋放的效果，故還可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)以及水利抗旱等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0029]通過下面的實(shí)例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)更容易理解本發(fā)明的上述及其它優(yōu)點(diǎn)。用于這些實(shí)例的原料的規(guī)格和來源如下表中所示:[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種用作混凝土和易性改進(jìn)劑的三元共聚物，其是通過下列三種單體的無規(guī)共聚而得到的共聚物: 單體A,端烯基聚氧乙烯醚； 單體B，不飽和羧酸或其鹽；及 單體C，聚丙烯酰胺， 其中，單體A與單體B的摩爾比為l:100-l:300，單體B與單體C的摩爾比為1:1-5:1，且該共聚物的重均分子量為1 X 1O5^l X 1O60
2.根據(jù)權(quán)利要求1的三元共聚物，其中所述單體A為選自下列中的一種:甲基烯丙基聚氧乙烯醚，及甲基烯丁基聚氧乙烯醚；且單體A的重均分子量為2000-4000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的三元共聚物，其中所述單體B為選自下列中的一種:丙烯酸或其鹽，及甲基丙烯酸或其鹽。
4.一種制備權(quán)利要求廣3中任一項(xiàng)的三元共聚物的方法，該方法包括如下步驟: (1)將單體B和單體C按預(yù)定的摩爾比溶解于水中，得到水溶液1#； (2)將鏈轉(zhuǎn)移劑和交聯(lián)劑溶解于水中，得到水溶液2#； (3)在反應(yīng)容器中，將預(yù)定量的單體A和引發(fā)劑溶解于水中，并將其加熱至4(T60°C，直至單體A完全溶解為止； (4)在保持反應(yīng)容器溫度的情況下，同時(shí)勻速地滴加得自前面步驟的水溶液1#和水溶液2#，使得滴加時(shí)間為2~4小時(shí)；及 (5)滴加完成后，在保持溫度的情況下，繼續(xù)反應(yīng)廣2小時(shí)，進(jìn)而得到由單體A、單體B和單體C無規(guī)共聚而成的三元共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸或巰基丙酸；所述交聯(lián)劑為N, N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述引發(fā)劑為選自過硫酸銨、偶氮二異丁腈或者抗壞血酸-雙氧水中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中當(dāng)采用抗壞血酸-雙氧水作為引發(fā)劑時(shí)，抗壞血酸溶解于所述步驟(2)的水溶液2#中，雙氧水與所述單體A—起在所述步驟(3)溶解于水中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中按單體B和單體C的總摩爾數(shù)計(jì)，所述鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為0.001-0.008摩爾，所述交聯(lián)劑的用量為0.0002、.0004摩爾，所述引發(fā)劑的用量為0.01~0.05摩爾。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述單體A與所述單體B的摩爾比為1:100-l:300，所述單體B與所述單體C的摩爾比為1: 1- 5:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、中任一項(xiàng)的方法，其中所述單體A為選自下列中的一種:甲基烯丙基聚氧乙烯醚，及甲基烯丁基聚氧乙烯醚；且單體A的重均分子量為2000-4000。
10.根據(jù)權(quán)利要求4、中任一項(xiàng)的方法，其中所述單體B為選自下列中的一種:丙烯酸或其鹽，及甲基丙烯酸或其鹽。
【文檔編號(hào)】C04B24/26GK103897115SQ201210574967
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】朱建民, 劉兆濱, 董振鵬, 周立明, 楊雪, 于連林 申請(qǐng)人:遼寧奧克化學(xué)股份有限公司