CN110818906A - 一种atrp法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

一种atrp法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制备方法,该减水剂主要由以下组分合成:362‑375份聚醚大单体、7‑13份不饱和烷基单体、9‑20份酰胺类单体、0.7‑1.6份配体、1.3‑2.5份引发剂、0.02‑0.09份催化剂、2.4‑4.6份乳化剂,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右。将不饱和烷基单体、酰胺类单体、配体、催化剂、乳化剂和去离子水混合搅拌,除氧,在60‑75℃条件下滴加引发剂制备烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;向烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中加入聚醚大单体,55‑75℃反应制备聚合物Ⅱ,并加碱液调节其PH在9左右,冷却制得聚羧酸减水剂。本发明制备的聚羧酸减水剂有效成分高,烷基单体具有强极性,较强的疏水性能和酰胺的水化抑制力复印版减水剂额外的减水能力。

Description

一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制 备方法
技术领域
本发明属于一种混凝土外加剂技术领域,具体涉及到一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
我国海域辽阔,海岸线曲折绵长。随着我国基础设施的建设以及海洋资源的开发利用,跨海大桥、海底隧道等海洋工程项目建设越来越多。聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂,是制备混凝土时的常用外加剂,它能减少混凝土施工时的用水量,减缓水泥水化,提高混凝土的强度,保证施工进度,防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝,低掺量下发挥较高的塑化效果,流动性保持性好、水泥适应广分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大,对混凝土增强效果显著,能降低混凝土收缩,有害物质含量极低等技术性能特点,赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、使混凝土在流动度和强度等方面表现优异性能,满足施工要求。聚羧酸减水对较为敏感,原料的适应性差一直是一个重大问题,在特殊条件下减水剂的应用还需要不断的优化配方及制备方法。
专利CN201910343980.8公开了一种降粘型聚羧酸减水的组合物及制备方法,包括以下重量份的组分:不饱和聚醚大单体200~220份,苯乙烯25~35份,不饱和酸酐25~35份,乙酸丁酯200~250份,正庚烷750~800份,引发剂2~4份,链转移剂1.5~2.2份,去离子水适量。本发明使用两步法合成酯类降粘型聚羧酸减水剂,合成的中间体与MPEG有更好的反应活性,转换率高且工艺相较于普通酯类聚羧酸减水剂更加简单,提高了生产效率,降低成本价,节能环保,使用苯乙烯、顺丁烯二酸酐与2000分子量的聚乙二醇单甲醚合成聚羧酸减水剂,减水剂的侧链引入了苯环与酸酐来调整聚羧酸减水剂的亲水亲油值。
专利CN201711385374.X提供了一种聚羧酸减水剂,该聚羧酸减水剂由不饱和聚醚单体或不饱和聚酯单体、不饱和羧酸、引发剂、还原剂和链转移剂等原料经水溶液自由基聚合反应制备得到。本发明的目的在于克服现有外加剂的不足,提供一种适用于海水拌合条件下的减水剂,通过对分子结构进行设计,减小酸醚比、增长侧链等方式提高其减水分散效果,在很大程度上改善流动度和流动度保持,满足工程要求。
专利CN201910212164.3公开了一种聚羧酸减水剂的制备方法,其步骤为:步骤一,将32-38%重量份的聚乙二醇甲基丙烯酸醚单体倒入反应釜,并在反应釜内加56-62%重量份的水进行搅拌,使其混合均匀;步骤二,将0.2-0.6%重量份的三乙烯四胺、3.5-5.2%重量份的丙烯酸、以及0.1-0.3%重量份的维生素C加入混合釜内,丙烯酸的浓度在95%以上,维生素C的纯度在99%以上,将三者在混合釜内搅拌均匀;步骤三,在两个小时内,保持混合釜和反应釜内搅拌轴的工作状态,并逐步均匀地将混合釜内的混合物加入反应釜内,反应釜内持续搅拌直至反应完成物料温度降至室温。
区别以上专利,本发明聚羧酸减水剂采用ATRP法制备,经烷基酰胺嵌段改性,实现活性聚合,聚合过程不需要链转移剂,避免反应过程中因链转移剂反应引起聚合物产生死链。该减水剂水泥颗粒分散性混凝土保坍性能优异。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法。
本发明采用ATRP法分为两步制备聚羧酸减水剂,以不饱和烷基单体和酰胺类单体为原材料,在60-75℃条件下,与配体、催化剂、乳化剂等原料混合滴加引发剂制备烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ,控温与聚醚大单体反应,在一定条件下反应并保温制备聚合物Ⅱ,经碱液调节PH值在一定范围制得聚羧酸减水水剂。该减水剂制备过程中通过对自由基活性的控制来控制聚合过程的反应速率,以过渡金属为催化剂,过渡金属离子及卤化物具有持续性,链自由基作为瞬时自由基,在持续效应下优先于过渡金属化合物发生作用,而不是发生双基终止反应。以过渡金属的电价变化和卤素原子的得失控制自由基在活性种与休眠种之间转换,进而控制反应过程中聚合速率,减少闭合链的产生,使反应条件平缓,从而制备分子量集中的聚合物。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于,包括如下操作步骤:
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入7-13份不饱和烷基单体、9-20份酰胺类单体、0.7-1.6份ATRP法配体、0.02-0.09份ATRP法催化剂、2.4-4.6份乳化剂、300份水搅拌均匀后,在惰性气体氛围保护条件下升温至60-75℃,滴加引发剂溶液,即1.3-2.5份引发剂和50份水的混合液,滴加时间为3-4.5h,滴加结束后保温1-3h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ聚合物Ⅰ中一次性加入362-375份聚醚大单体和250份去离子水的混合液,在55-75℃下反应3-6h,反应结束后保温2.5-3.5h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中添加碱液调节反应体系PH为8.5-9.5,47-55℃保温2-3h至反应体系PH稳定,冷却至室温后,即制得聚羧酸减水剂。
作为优选,所述的聚醚大单体为乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和/或烯丙基聚氧乙烯醚。
作为优选,所述的不饱和烷基单体为戊烯烷、异戊烯烷、甲基丙烯烷和新戊烷中的任意一种或几种。
作为优选,所述的酰胺类单体为丙烯酰胺、4-(丙烯酰胺)苯甲酸、2-丙烯酰胺苯硼酸、4-乙烯苯甲酰胺、肉桂酰胺、(4-乙烯基苯)磺酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基甲基丙烯酰胺中的任意一种或几种。
作为优选,所述的ATRP法配体为N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N”,N'-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2,-联吡啶、N,N,N',N',N”-五甲基二乙烯基三胺和N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的任意一种或几种。
作为优选,所述的ATRP法催化剂为氯化亚铜、溴化亚铁、溴化亚铜和氯化亚铁中的任意一种或几种。
作为优选,所述的乳化剂为硬脂酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚(即OP-10)、苯乙基酚聚氧乙烯醚、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚类、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、乙烯基聚乙二醇、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐、烯丙基-2丙基乙磺酸钠、聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯和十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵中的任意一种或几种。
作为优选,所述的引发剂为2-溴异丁酸乙酯、烯丙基溴、甲基烯丙基溴、甲基烯丙基氯、2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯、1-氯-4-甲基-3-戊烯-2-丙酮和2-溴丙烯酸乙酯中的任意一种或几种。
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂,其特征在于:采用上述任意一项方法制备。
本发明制备ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂过程中,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分如下:
聚醚大单体:362-375份;
不饱和烷基单体:7-13份;
酰胺类单体:9-20份;
配体:0.7-1.6份;
引发剂:1.3-2.5份;
催化剂:0.02-0.09份;
乳化剂:2.4-4.6份;
其余为水。
本发明的有益效果:
1、本发明采用ATRP法制备聚羧酸减水剂,反应聚合过程中以原子转移自由基聚合得烷基酰胺嵌段,该聚合过程的反应速率取决于自由基的产生速率,一旦产生的自由基消耗完后,聚合反应就会发生链终止;该减水剂在一定温度和配体存在条件下,以过渡金属为催化剂,过渡金属离子及卤化物具有持续性,保证在较低自由基浓度下依然有较高的反应聚合速度。以过渡金属的电价变化和卤素原子的得失控制自由基在活性种与休眠种之间转换,进而控制反应过程中聚合速率,减少闭合链的产生,使反应平缓进行,制得的减水剂具有较好的分散性和混凝土保坍性。
2、本发明以原子转移自由基聚合,相比传统自由基聚合反应,该制备方法结合速率剂分子结构更容易控制,得到的聚羧酸减水剂分子量更集中,反应体系中的自由基双基终止的产物以持续自由基和链自由基,过渡金属及其卤化合物为持续自由基,链自由基作为瞬时自由基,在持续效应下优先于过渡金属化合物发生作用,而不是发生双基终止反应。保证较自由基浓度较低的情况下不会对反应产生较大影响,制得的聚羧酸减水剂性能更佳,更加符合预期。
具体实施方式
需要说明的是,本发明如下所有实施例的步骤一中,反应不限于在氮气氛围保护下进行,还可以在其他惰性气体氛围保护下进行,比如氩气等等。
实例1
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚:365份;
异戊烯烷:10份;
肉桂酰胺:18份;
N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺:1.4份;
2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯:1.8份;
氯化亚铜:0.08份;
聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯:4.2份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入10份异戊烯烷、18份肉桂酰胺、1.4份N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺、0.08份氯化亚铜、4.2份聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至60℃,滴加引发剂溶液,即1.8份2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯和50份水的混合液,滴加时间为3h,滴加结束后保温1h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入365份乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和250份去离子水的混合液,在55℃下反应5.5h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
实例2
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
烯丙基聚氧乙烯醚:362份;
戊烯烷:13份;
4-(丙烯酰胺)苯甲酸:20份;
N,N,N',N'-四甲基乙二胺:1.5份;
质量比为2:1的烯丙基溴和甲基烯丙基溴的组合物:2.1份;
溴化亚铁:0.06份;
硬脂酸钠:2.6份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入13份戊烯烷体、20份4-(丙烯酰胺)苯甲酸、1.5份N,N,N',N'-四甲基乙二胺、0.06份溴化亚铁、2.6份硬脂酸钠、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至70℃,滴加引发剂溶液,即2.1份质量比为2:1的烯丙基溴和甲基烯丙基溴的组合物和50份水的混合液,滴加时间为3.2h,滴加结束后保温2.5h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入362份烯丙基聚氧乙烯醚和250份去离子水的混合液,在60℃下反应4.2h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
实例3
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
质量比为1:1的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚的组合物:368份;
质量比为2:1的异戊烯烷和甲基丙烯烷的组合物:11份;
4-乙烯苯甲酰胺:15份;
2,2,-联吡啶:1.2份;
质量比为1:2的2-溴异丁酸乙酯和2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯的组合物:1.9份;
溴化亚铜:0.09份;
2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠:3.5份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入11份质量比为2:1的异戊烯烷和甲基丙烯烷的组合物、15份4-乙烯苯甲酰胺、1.2份2,2,-联吡啶、0.09份溴化亚铜、3.5份2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至75℃,滴加引发剂溶液,即1.9份质量比为1:2的2-溴异丁酸乙酯和2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯的组合物和50份水的混合液,滴加时间为4.5h,滴加结束后保温3h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入368份质量比为1:1的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚的组合物和250份去离子水的混合液,在65℃下反应5.4h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
实例4
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
质量比为1:1的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚的组合物:370份;
甲基丙烯烷:9份;
4-(丙烯酰胺)苯甲酸:13份;
N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺:1.6份;
2-溴丙烯酸乙酯:1.6份;
氯化亚铁:0.04份;
双十二烷基苯基醚二磺酸钠:3.3份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入9份甲基丙烯烷、13份4-(丙烯酰胺)苯甲酸、1.6份N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺、0.04份氯化亚铁、3.3份双十二烷基苯基醚二磺酸钠、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至65℃,滴加引发剂溶液,即1.6份2-溴丙烯酸乙酯和50份水的混合液,滴加时间为4.2h,滴加结束后保温2.6h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入370份质量比为1:1的乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和烯丙基聚氧乙烯醚的组合物和250份去离子水的混合液,在75℃下反应3.8h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
实例5
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚:375份;
质量比为1:1的甲基丙烯烷和新戊烷的组合物:7份;
N,N-二甲基甲基丙烯酰胺:11份;
N,N,N',N”,N'-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺:0.9份;
1-氯-4-甲基-3-戊烯-2-丙酮:1.3份;
溴化亚铁:0.02份;
烯丙基-2丙基乙磺酸钠:3.8份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入7份不质量比为1:1的甲基丙烯烷和新戊烷的组合物、11份N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、0.9份N,N,N',N”,N'-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、0.02份溴化亚铁、3.8份烯丙基-2丙基乙磺酸钠、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至70℃,滴加引发剂溶液,即1.3份1-氯-4-甲基-3-戊烯-2-丙酮和50份水的混合液,滴加时间为3.8h,滴加结束后保温2.2h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入375份乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和250份去离子水的混合液,在70℃下反应4.8h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
实例6
一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,原料总质量为1000份,质量分数为40%左右,各组分及工艺参数如下:
烯丙基聚氧乙烯醚:373份;
异戊烯烷:8份;
质量比为1:1的丙烯酰胺和肉桂酰胺的组合物:9份;
2,2,-联吡啶:0.7份;
2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯:1.1份;
氯化亚铁:0.05份;
质量比为1:1的2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠和烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐的组合物:4.6份;
其余为水。
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入8份异戊烯烷、9份质量比为1:1的丙烯酰胺和肉桂酰胺的组合物、0.7份2,2,-联吡啶、0.05份氯化亚铁、4.6份质量比为1:1的2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠和烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐的组合物、300份水搅拌均匀后,冲入氮气3-5次除去氧气,保持充氮气条件控温至75℃,滴加引发剂溶液,即1.1份2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯和50份水的混合液,滴加时间为3.5h,滴加结束后保温1.8h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ中一次性加入373份烯丙基聚氧乙烯醚和250份去离子水的混合液,在65℃下反应5.8h,反应结束后保温3h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中加质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节反应体系PH为9,50℃保温2h至反应体系PH稳定,冷却至室温,制得聚羧酸减水剂。
将上述实例1-6制备的聚羧酸减水剂和普通聚羧酸减水剂均配制成0.7%浓度的减水剂溶液,分别测试单一变量条件下不同制备方法减水剂的水泥砂浆初始流动度和经时流动度,实验所用水泥为华新42.5普硅水泥,参考GB/8076-2008《混凝土外加剂》测试标准。
不同减水剂的水泥砂浆流动度
Figure BDA0002282143950000081
Figure BDA0002282143950000091
根据不同减水剂的水泥砂浆流动度的测定,ATRP法制备的烷基酰胺嵌段改性的聚羧酸减水剂的1h流动度和2h流动度均比普通减水剂的要好,实例3的初始流动度和经流动度均优于普通减水剂的流动度,说明实例3的原料配比及其制备工艺最优选,只有实例2的初始流动度低于普通聚羧酸减水剂的初始流动度。该方法制备的聚羧酸减水剂经烷基酰胺嵌段改性后减水率、坍落度更佳,保坍时间更久,适合混凝土工程的应用。

Claims (9)

1.一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于,包括如下操作步骤:
步骤一:制备烷基酰胺嵌段:在反应釜中加入7-13份不饱和烷基单体、9-20份酰胺类单体、0.7-1.6份ATRP法配体、0.02-0.09份ATRP法催化剂、2.4-4.6份乳化剂、300份水搅拌均匀后,在惰性气体氛围保护条件下升温至60-75℃,滴加引发剂溶液,即1.3-2.5份引发剂和50份水的混合液,滴加时间为3-4.5h,滴加结束后保温1-3h,即得烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ;
步骤二:在上述制得的烷基酰胺嵌段聚合物Ⅰ聚合物Ⅰ中一次性加入362-375份聚醚大单体和250份去离子水的混合液,在55-75℃下反应3-6h,反应结束后保温2.5-3.5h制得聚合物Ⅱ;
步骤三:在聚合物Ⅱ中添加碱液调节反应体系PH为8.5-9.5,47-55℃保温2-3h至反应体系PH稳定,冷却至室温后,即制得聚羧酸减水剂。
2.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的聚醚大单体为乙烯基丁基醚聚氧乙烯醚和/或烯丙基聚氧乙烯醚。
3.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的不饱和烷基单体为戊烯烷、异戊烯烷、甲基丙烯烷和新戊烷中的任意一种或几种。
4.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的酰胺类单体为丙烯酰胺、4-(丙烯酰胺)苯甲酸、2-丙烯酰胺苯硼酸、4-乙烯苯甲酰胺、肉桂酰胺、(4-乙烯基苯)磺酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基甲基丙烯酰胺中的任意一种或几种。
5.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的ATRP法配体为N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N”,N'-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2,-联吡啶、N,N,N',N',N”-五甲基二乙烯基三胺和N,N,N',N',N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的任意一种或几种。
6.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的ATRP法催化剂为氯化亚铜、溴化亚铁、溴化亚铜和氯化亚铁中的任意一种或几种。
7.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的乳化剂为硬脂酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、吐温、脂肪醇聚氧乙烯醚类、2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、乙烯基聚乙二醇、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、烯丙基磺基烷氧基琥珀酸双酯钠盐、烯丙基-2丙基乙磺酸钠、聚氧化乙烯壬酚醚丙烯酸酯和十八烷基二甲基乙烯苯基氯化铵中的任意一种或几种。
8.如权利要求1所述的聚羧酸减水剂制备方法,其特征在于:所述的引发剂为2-溴异丁酸乙酯、烯丙基溴、甲基烯丙基溴、甲基烯丙基氯、2-溴-3-甲基丁烯酸甲酯、1-氯-4-甲基-3-戊烯-2-丙酮和2-溴丙烯酸乙酯中的任意一种或几种。
9.一种ATRP法烷基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂,其特征在于:采用权利要求1-8任意一项方法制备。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285978A (zh) * 2020-03-12 2020-06-16 浙江建设职业技术学院 苯基羧基嵌段改性聚羧酸减水剂及其制备方法
CN116655278A (zh) * 2023-06-08 2023-08-29 杭州构建新型材料有限公司 一种混凝土减水剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384111B1 (en) * 1996-12-20 2002-05-07 Basf Aktiengesellschaft Polymers containing carboxyl groups and polyalkylene ether side- chains as additives in mineral building materials
CN107586367A (zh) * 2017-09-22 2018-01-16 北京工业大学 基于原子转移自由基聚合制备缓释型聚羧酸减水剂的方法
CN107629173A (zh) * 2017-09-22 2018-01-26 北京工业大学 原子转移自由基聚合反应制备聚羧酸保坍剂的方法
CN108948285A (zh) * 2018-06-19 2018-12-07 武汉源锦建材科技有限公司 一种高减水高保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6384111B1 (en) * 1996-12-20 2002-05-07 Basf Aktiengesellschaft Polymers containing carboxyl groups and polyalkylene ether side- chains as additives in mineral building materials
CN107586367A (zh) * 2017-09-22 2018-01-16 北京工业大学 基于原子转移自由基聚合制备缓释型聚羧酸减水剂的方法
CN107629173A (zh) * 2017-09-22 2018-01-26 北京工业大学 原子转移自由基聚合反应制备聚羧酸保坍剂的方法
CN108948285A (zh) * 2018-06-19 2018-12-07 武汉源锦建材科技有限公司 一种高减水高保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111285978A (zh) * 2020-03-12 2020-06-16 浙江建设职业技术学院 苯基羧基嵌段改性聚羧酸减水剂及其制备方法
CN116655278A (zh) * 2023-06-08 2023-08-29 杭州构建新型材料有限公司 一种混凝土减水剂及其制备方法

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