[发明专利]一种嵌段聚醚、由该醚制得的引气型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及引气型聚羧酸减水剂，具体为一种含嵌段聚醚的引气型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着国家基础设施建设的不断上马以及城镇化政策方针的制定，我国的混凝土用量将继续保持高速增加的趋势。同时，在满足现有工程建设的要求下，对于高性能的混凝土的需求也越来越强烈，特别是对高强度、高耐久性、抗开裂、耐腐蚀性的混凝土。这就需要混凝土外加剂行业不断开发出提升上述混凝土性能的外加剂，以满足建筑市场对于高性能混凝土的需求。

众多研究结果表明：提高混凝土耐久性的关键在于提高混凝土的抗渗透性和抗开裂性能。提高混凝土抗渗透性及抗开裂性能的有效手段之一就是在混凝土中引入大量微小、均匀、封闭、稳定的气泡，以改善混凝土的孔结构。

传统的引气手段主要是复配引气剂或采用具有引气功能的木质素磺酸钙（木钙）或改性木质素磺酸钙减水剂，但是上述手段都存在着一定的弊端。复配引气剂过程中常出现引气剂与外加剂体系或其他复配物不相容的问题，导致外加剂分层，出现工程事故；而木质素磺酸钙类减水剂，由于其减水率较低，故而在混凝土中掺量较大，缓凝和引气作用易过大，导致其性能的气泡较大，影响混凝土的强度及抗开裂性能。

专利CN1316398A中采用甲基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸为原料合成了引气型高效减水剂。该减水剂在掺量为胶凝材料的1.5%时，减水率可达到30%，含气量为4-7%，28d强度可达110-126%。

专利CN101293946A公布了一种采用甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯和甲基丙烯酸合成引气可控性聚羧酸减水剂，该专利中通过调整甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的分子量和羧基与聚氧乙烯醚侧链比例可以控制减水剂引气量。其甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的分子量为400-2000，甲基丙烯酸和甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯的质量比例分别为4-6%、15-18%，所合成的减水剂可使混凝土的含气量控制在2-8%。

上述专利中均采用具有聚乙二醇侧链结构的不饱和醇醚/酯为大单体，所合成减水剂的引气性也由所引入的聚乙二醇结构来控制。然而，由于聚乙二醇自身的引气性的缺陷，使得采用上述方法所合成的减水剂难以在根本上克服聚乙二醇所带来的气泡大小不一、气泡稳定性差的缺点。

专利CN102952865A中公布了一种以聚合度为30-60的甲基烯基聚氧乙烯、烯丙基聚氧乙烯醚或聚氧丙烯醚、甲基丙烯酸或丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸、苯乙烯或乙酸乙酯为单体，合成了一种引气型聚羧酸减水剂。该减水剂在固掺量0.2%时，可使所拌制混凝土含气量达到5-7%。该引气型减水剂合成中采用含N单体，例如：丙烯酰胺或2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸，和亲油性单体，苯乙烯或乙酸乙酯。上述单体的引入有利于改变聚羧酸减水剂分子的表面活性，从而影响所拌制混凝土含气量。

然而，该方法中所采用的烯丙基聚氧丙烯醚和苯乙烯、乙酸乙酯为油溶性单体，其在水中溶解度很小，在水溶液共聚合过程中需经由不断建立溶解平衡参与聚合反应，使其难以完全聚合，所残留的油溶性单体存在漂浮分层的情况，对所拌制混凝土的外观和性能也会产生影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种不饱和嵌段聚醚以及由该醚制得的引气型聚羧酸减水剂。

一种嵌段聚醚，具有如下结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₅分别为H或CH₃；R₄为C₃-C₁₈的亚烷基；n=1～4；m=0～55，k=0～40，x=0～55，(m+k)y+x=10～55；y=1～3。

根据本发明的一实施方式，R₄为C₃～C₁₂的亚烷基；n=1～2；m=10～20，k=5～15，x=0～20，m+k=15～27，y=1～2。

根据本发明的另一实施方式，所述嵌段聚醚的重均分子量为1200-3000。

本发明还提供了一种引气型聚羧酸减水剂，包括由至少两种单体聚合制得的共聚物，其中，所述单体包括不饱和一元羧酸类单体和上述嵌段聚醚。

根据本发明的一实施方式，所述单体包括2～50重量份的所述嵌段聚醚、2～15重量份的所述不饱和一元羧酸类单体，还包括0～50重量份的（甲基）烯丙基聚氧乙烯醚、0～10重量份的不饱和二元羧酸类单体。