一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，该方法是先将单宁酸、氢氧化钠和水一起加入反应釜中，滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，反应得到改性单宁酸；然后将改性单宁酸、不饱和聚醚大单体、不饱和脂肪酸小单体、引发剂和链转移剂和水在50‑80℃反应3‑6小时，得到星型共聚物，然后用碱性物质调整pH值在6.0‑7.0的范围内，得到红棕色溶液即为所述单宁酸基星型聚羧酸减水剂。本发明专利技术的单宁酸基星型聚羧酸减水剂分子支链多、粘度低、流体力学体积小、表面官能团丰富，单宁酸分子上有大量的羟基，这些丰富的极性基团与水泥颗粒的极性表面具有较强的亲水作用，可使水泥颗粒表面生成水化膜，从而使水泥颗粒得到充分分散和润湿性。

A preparation method of star type polycarboxylate water reducer based on tannic acid

【技术实现步骤摘要】
一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法
本专利技术属于建筑材料
,具体涉及一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法。
技术介绍
近年来，随着土木工程规模不断扩大，科技水平不断提高，一些高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑的不断出现，如摩天大楼、超大跨桥梁、高速铁路及巨型水利枢纽工程的建设等，要求混凝土必须具有更高的强度、更好的耐久性、更优的稳定性。减水剂是构成高性能混凝土不可或缺的重要组分之一，减水剂可以使混凝土在使用过程中减少其用水量，并提高其使用耐久性，提高保塌性，改变混凝土性质，提高强度。羧酸系高性能减水剂具有掺量低、减水率高、保塌性能好、分子结构可调性强等优点，成为国内外混凝土减水剂研究开发重点和市场的热点，具有广阔的应用前景，已广泛应用于大坝、桥梁、隧道、高铁等重点工程。羧酸系高性能减水剂只有几十年的发展历史，无论分子结构、产品种类都不足够丰富完善，不能完全满足当前混凝土的理论和应用的需求。目前研究者主要集中于通过分子结构设计，制备梳型聚羧酸减水剂解决混凝土分散性和分散保持性等问题，但往往存在分子结构单一及结构不可控、制备工艺复杂、生产成本高等问题。因此研究开发新型分子结构的聚羧酸减水剂势在必行，并对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种支链多、粘度低、流体力学体积小、表面官能团丰富、适应性好的新型星型聚羧酸减水剂的制备方法。本专利技术提供的一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：第1步：改性单宁酸的制备：将单宁酸、氢氧化钠和水一起加入反应釜中，搅拌溶解，并升温至50~70℃，然后滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，滴加时间4~5小时，滴加结束后恒温3~6小时，反应结束后得淡棕色均相的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸；按重量份数计，单宁酸（TA）10~100份，氢氧化钠0.3~5份，水135份。改性单宁酸的化学结构式如下：第2步：单宁酸基星型聚羧酸减水剂的合成：将上述步骤1所得的改性单宁酸、不饱和聚醚大单体、不饱和脂肪酸小单体、引发剂和链转移剂和水在50-80℃反应3-6小时，得到星型共聚物，然后用碱性物质调整pH值在6.0-7.0的范围内，得到红棕色溶液即为所述单宁酸基星型聚羧酸减水剂。所述各种原料的摩尔百分比分别为：改性单宁酸3-5%，不饱和聚醚大单体15-30%，不饱和脂肪酸小单体60-80%，引发剂0.5-5%、链转移剂0.01-0.5%，余量为水。按上述方案，所述不饱和聚醚大单体为分子量为1000-3000的烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）、异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG）、异戊烯聚氧乙烯醚（TPEG）中的一种或两种；按上述方案，所述的不饱和脂肪酸小单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐中的至少一种按上述方案，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；按上述方案，所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇、次磷酸钠、巯基乙胺、甲基丙烯磺酸钠或丙烯磺酸钠中的至少一种。本专利技术所述与现有聚羧酸减水剂相比，具有以下优点：结构新颖，设计合理，设计合成的单宁酸基星型聚羧酸减水剂分子支链多、粘度低、流体力学体积小、表面官能团丰富，单宁酸分子上有大量的羟基，这些丰富的极性基团与水泥颗粒的极性表面具有较强的亲水作用，可使水泥颗粒表面生成水化膜，从而使水泥颗粒得到充分分散和润湿性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详述。实施例1一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，包括改性单宁酸的制备和单宁酸基星型聚羧酸减水剂的合成，具体步骤如下：（1）在装有温度计、电动搅拌器的三口圆底烧瓶中加入氢氧化钠5.48g和135.0g去离子水，升温至65℃加入51.0g单宁酸搅拌使其均溶解于水中；然后缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯71.0g，在3小时内均匀滴加完，滴加完后保持在65℃继续搅拌4小时，反应结束后得淡棕色均一的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸。（2）在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250.0g、改性单宁酸10.0g、聚醚大单体HPEG320.0g，所用HPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.8g过硫酸铵和18.0g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在3小时内分别滴加由丙烯酸40.0g和水70.0g组成的混合水溶液和抗坏血酸0.8g、巯基丙酸1.2g、水85.0g组成的混合溶液，温度保持在58-61℃之间；滴加完成后继续反应2.5小时，然后降温至35-40℃，加入30%氢氧化钠溶液及稀释水，得到pH为6-7浓度为45%左右的单宁酸基星型聚羧酸减水剂。实施例2一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，包括改性单宁酸的制备和单宁酸基星型聚羧酸减水剂的合成，具体步骤如下：（1）在装有温度计、电动搅拌器的三口圆底烧瓶中加入氢氧化钠5.48g和135.0g去离子水，升温至65℃加入51.0g单宁酸搅拌使其均溶解于水中；然后缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯71.0g，在3小时内均匀滴加完，滴加完后保持在65℃继续搅拌4小时，反应结束后得淡棕色均一的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸。（2）在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250.0g、改性单宁酸15.0g、聚醚大单体TPEG320.0g，所用TPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.8g过硫酸铵和18.0g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在3小时内分别滴加由丙烯酸40.0g和水70.0g组成的混合水溶液和抗坏血酸0.8g、巯基丙酸1.2g、水85.0g组成的混合溶液，温度保持在58-61℃之间；滴加完成后继续反应1.5小时，然后降温至35-40℃，加入30%氢氧化钠溶液及稀释水，得到pH为6-7浓度为45%左右的单宁酸基星型聚羧酸减水剂。实施例3一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，包括改性单宁酸的制备和单宁酸基星型聚羧酸减水剂的合成，具体步骤如下：（1）在装有温度计、电动搅拌器的三口圆底烧瓶中加入氢氧化钠5.48g和135.0g去离子水，升温至65℃加入51.0g单宁酸搅拌使其均溶解于水中；然后缓慢滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯71.0g，在3小时内均匀滴加完，滴加完后保持在65℃继续搅拌4小时，反应结束后得淡棕色均一的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸。（2）在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250g和不饱、改性单宁酸10g和聚醚大单体HPEG320.0g，所用HPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.5g过硫酸铵和18.0g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在2小时内和2.5小时内分别滴加由丙烯酸40.0g和水70.0g组成的混合水溶液和次磷酸钠2.2g、水85.0g组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，/n包括以下步骤：/n第1步：改性单宁酸的制备：将单宁酸、氢氧化钠和水一起加入反应釜中，搅拌溶解，并升温至50~70℃，然后滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，滴加时间4~5小时，滴加结束后恒温3~6小时，反应结束后得淡棕色均相的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸；按重量份数计，单宁酸（TA）10~100份，氢氧化钠0.3~5份，水135份；改性单宁酸的化学结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
第1步：改性单宁酸的制备：将单宁酸、氢氧化钠和水一起加入反应釜中，搅拌溶解，并升温至50~70℃，然后滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，滴加时间4~5小时，滴加结束后恒温3~6小时，反应结束后得淡棕色均相的溶液，低温冷冻干燥，得到改性单宁酸；按重量份数计，单宁酸（TA）10~100份，氢氧化钠0.3~5份，水135份；改性单宁酸的化学结构式如下：



第2步：单宁酸基星型聚羧酸减水剂的合成：将上述步骤1所得的改性单宁酸、不饱和聚醚大单体、不饱和脂肪酸小单体、引发剂和链转移剂和水在50-80℃反应3-6小时，得到星型共聚物，然后用碱性物质调整pH值在6.0-7.0的范围内，得到红棕色溶液即为所述单宁酸基星型聚羧酸减水剂。


2.如权利要求1所述的一种单宁酸基星型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，各种原料的摩尔百分比分别为：改性单宁酸3-5%，不饱和聚醚大单...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毓，任俊鹏，赵君，夏卉芳，
申请(专利权)人：贵州师范学院，
类型：发明
国别省市：贵州;52