一种支链型抗菌聚羧酸减水剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种支链型抗菌聚羧酸减水剂、其制备方法及应用，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法是：步骤S1，将不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体进行自由基聚合反应，制得共聚物；步骤S2，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨‑环氧反应,得到中间体；步骤S3，向所述中间体中加入不饱和咪唑盐类化合物，进行侧链增长反应，制得支链型抗菌聚羧酸减水剂，本发明专利技术制备得到的所述支链型抗菌聚羧酸减水剂成本低廉、热稳定性能高，可以有效抑制混凝土产生的微生物菌类，且支链越长，抗菌效果越好。

【技术实现步骤摘要】
一种支链型抗菌聚羧酸减水剂、其制备方法及应用
本专利技术涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种支链型抗菌聚羧酸减水剂、其制备方法及应用。
技术介绍
混凝土在使用过程中，为了节约水泥用量及能量的消耗,通常采取掺入工业废渣替代熟料的做法，变废为宝，减少二次污染，但工业废渣也会带来诸多不利影响，因此混凝土在制备过程中往往需要加入一种具有抗菌性能的混凝土外加剂。聚羧酸减水剂作为混凝土外加剂的重要组成部分，其应用范围及应用比例不断扩大，目前具有抗菌性能的聚羧酸类减水剂越来越成为人们研究的热点。中国专利CN103073221A公开了一种适用于低浓聚羧酸减水剂的防腐剂，但杀菌效果一般；中国专利CN105621927A用于聚羧酸系减水剂的抗菌防腐剂的制备方法，其中添加的氟康唑属于低分子，容易从混凝土中析出，造成二次污染。综上，现有技术中抗菌型聚羧酸减水剂通常具有抗菌效果不明显、易造成二次污染等问题，因此亟需开发一种具有高抗菌性能又绿色环保的聚羧酸减水剂。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法，具体步骤如下：步骤S1，将不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体进行自由基聚合反应，制得共聚物；步骤S2，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨-环氧反应,得到中间体；步骤S3，向所述中间体中加入不饱和咪唑盐类化合物，进行侧链增长反应，制得支链型抗菌聚羧酸减水剂。较佳的，所述不饱和咪唑盐类化合物的结构通式为：其中：n＝2-4，R为氯、溴或碘。较佳的，所述不饱和咪唑盐类化合物的合成步骤具体如下：步骤A1，称取等摩尔量的乙烯基咪唑和卤代烷，反应得粗产品；步骤A2，向所述粗产品中加入萃取剂，得不饱和咪唑盐类化合物。较佳的，所述不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体、带氨基的不饱和单体、不饱和咪唑盐类化合物的质量组份比为(0.05-0.1)：(0-3)：(0-1)：(0-3)：(1.5-10)：(0.02-0.05)：(0.1-0.3)。较佳的，所述不饱和环氧小单体为乙烯基环氧乙烷或4-乙烯基环氧丙烷；所述带氨基的不饱和单体为烯丙基胺。较佳的，所述不饱和酯类小单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲氧基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种；所述不饱和磺酸类小单体为烯丙基磺酸胺、乙烯基苯磺酸胺、甲基烯丙基磺酸胺、甲氧基烯丙基磺酸胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或几种；所述不饱和酸类小单体为丙烯酸、丙烯酸胺、甲氧基丙烯酸胺或甲氧基丙烯酸中的一种或几种。较佳的，所述不饱和聚醚大单体通式为CH2＝CH(CH3)CH2O(CH2CH2O)nH，其中n为100-150。较佳的，所述步骤S1中聚合反应的温度控制在80℃以下。本专利技术还提供一种由上述支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法制得的支链型抗菌聚羧酸减水剂。本专利技术还提供一种所述支链型抗菌聚羧酸减水剂在混凝土中的应用。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：1，本专利技术制备的所述支链型抗菌聚羧酸减水剂分子结构中支链含有咪唑盐基团，所述咪唑盐基团具有较强的抗菌性和稳定性，且添加量少，使得所述支链型抗菌聚羧酸减水剂具有较强的抗菌性能；2，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂分子结构可设计性强，所述不饱和环氧小单体的添加量越多，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂分子结构中主链上生成的活性基点越多(支链数量越多)；所述不饱和咪唑盐类化合物的添加量越大，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂分子结构中所形成的支链长度越长，活性基点的增多以及支链长度的增加使得在支链上的所述咪唑盐基团的浓度和活性进一步增加，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂的抗菌性得到显著增加；3，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂热稳定性高，作用时间长，环保无毒害，便于储存与运输；4，所述支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备，反应机理简单，反应条件温和，且整个生产工艺流程简单、绿色环保，原料来源广泛，适用于工业化生产。具体实施方式以下对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本专利技术提供一种支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体进行自由基聚合反应，制得共聚物；步骤S2，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨-环氧反应,得到中间体；步骤S3，向所述中间体中加入不饱和咪唑盐类化合物，进行侧链增长反应，制得支链型抗菌聚羧酸减水剂。本专利技术首先利用自由基聚合反应合成共聚物，在常温(25℃)条件下，将所述不饱和环氧小单体、所述不饱和酯类小单体、所述不饱和磺酸类小单体、所述不饱和酸类小单体、所述不饱和聚醚大单体加入至四口烧瓶中，并向其中加入水后混合均匀，将温度升温至不高于80℃，在此温度下，向所述四口烧瓶中缓慢滴加第一引发剂溶液，所述第一引发剂溶液在此温度下受热分解，上述多种不饱和单体在水相中进行自由基聚合反应即可得到共聚物。其中，所述不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体的质量组份比为(0.05-0.1)：(0-3)：(0-1)：(0-3)：(1.5-10)。所述不饱和环氧小单体为乙烯基环氧乙烷或4-乙烯基环氧丙烷；所述不饱和酯类小单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲氧基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种；所述不饱和磺酸类小单体为烯丙基磺酸胺、乙烯基苯磺酸胺、甲氧基烯丙基磺酸胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或几种；所述不饱和酸类小单体为丙烯酸、丙烯酸胺、甲氧基丙烯酸胺或甲氧基丙烯酸中的一种或几种；所述不饱和聚醚大单体通式为CH2＝CH(CH3)CH2O(CH2CH2O)nH，其中n为100-150；所述第一引发剂溶液由引发剂溶于水制成，所述第一引发剂溶液质量浓度为4.76％，本专利技术所述聚合反应中使用的所述引发剂为过氧化物类，本专利技术优先使用过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵；所述第一引发剂溶液的滴加速度控制在4h内以恒定速度滴完。所述第一引发剂溶液滴加完后继续反应2h，所述聚合反应在80℃以下进行，在所述聚合反应的温度下，所采用的所述引发剂可以达到分解温度，使得聚合反应顺利进行。其次，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨-环氧反应,利用氨-环氧反应引入不饱和侧基，得到中间体；其中，所述带氨基的不饱和单体为烯丙基胺，所述氨-环氧反应的时间为1-2h，反应温度与所述聚合反应温度相同。最后，向所述中间体中引入所述不饱和咪唑盐类化合物进行所述侧链增长反应，所述不饱和咪唑盐类化合物与所述氨-环氧反应引入的所述不饱和侧基反应，同时向所述中间体中滴加第二引发剂溶液，所述第二引发剂溶液由所述引发剂溶于水制成，所述引发剂为过氧化物类，本专利技术优先使用过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵，所述第二引发剂溶液质量浓度为1.96％，所述侧链增长反应在上述温度下进行，反应时间由所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1，将不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体进行自由基聚合反应，制得共聚物；步骤S2，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨‑环氧反应,得到中间体；步骤S3，向所述中间体中加入不饱和咪唑盐类化合物，进行侧链增长反应，制得支链型抗菌聚羧酸减水剂。

【技术特征摘要】
1.一种支链型抗菌聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1，将不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体进行自由基聚合反应，制得共聚物；步骤S2，将所述共聚物与带氨基的不饱和单体进行氨-环氧反应,得到中间体；步骤S3，向所述中间体中加入不饱和咪唑盐类化合物，进行侧链增长反应，制得支链型抗菌聚羧酸减水剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和咪唑盐类化合物的结构通式为：其中：n＝2-4，R为氯、溴或碘。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和咪唑盐类化合物的合成步骤具体如下：步骤A1，称取等摩尔量的乙烯基咪唑和卤代烷，反应得粗产品；步骤A2，向所述粗产品中加入萃取剂，得不饱和咪唑盐类化合物。4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述不饱和环氧小单体、不饱和酯类小单体、不饱和磺酸类小单体、不饱和酸类小单体、不饱和聚醚大单体、带氨基的不饱和单体、不饱和咪唑盐类化合物的质量组份比为(0.05-0.1)：(0-3)：(0-1)：(0-3)：(1.5-10)：(0.02-0.05)：...

【专利技术属性】
技术研发人员：程从亮，张家如，傅曹辉，张思亮，曹吉鑫，汪德宝，
申请(专利权)人：安徽森普新型材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34