一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法，步骤1：将具有两个或两个以上伯胺基官能团的苯环化合物与环氧氯丙烷进行开环反应，得到化合物A；步骤2：化合物A和固体碱闭环反应得到缩水甘油胺化合物B1；步骤3：将缩水甘油胺化合物B1进行开环和闭环反应M次，得到化合物B

【技术实现步骤摘要】
一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国建筑业的发展，高层和超高层建筑日益增多。超高层泵送混凝土具有比强度高、负荷能力大、耐久性优异、节约资源和能源等特点。但实际生产中水胶比低、胶凝材料用量大、矿物掺合料种类多，导致混凝土拌合物粘度大，引发混凝土搅拌、运输、泵送等一系列施工问题。
[0003]低粘化和高流态化是现代混凝土的典型特征，也是高层和超高层建筑技术发展的关键保障。现阶段降低混凝土粘度最常用的方法包括：提高减水剂掺量、优化胶材颗粒级配、复配引气剂和降粘剂等。提高掺量能有效提高混凝土流动度，降低塑形粘度，但容易导致混凝土离析扒底、过分缓凝等新问题。优化胶材颗粒级配，可降低混凝土粘度，但现在原材料紧缺优质的矿物掺合料供不应求且对超高性能混凝土有一定的局限性。掺入引气剂是依靠气泡减少骨料间的摩擦力，从而降低混泥土粘度，但混凝土原材料的复杂性和多样性导致引气降粘的普适性较低且易对混凝土强度产生不利影响。近几年新出现的有机降粘剂能显著降低水泥浆体屈服应力，但不能有效降低水泥浆体粘度提升浆体流速。
[0004]目前降粘型聚羧酸减水剂收到普遍关注，通常采用引入特殊官能团和控制侧链长度，调节聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附层厚度释放自由水，以降低混凝土粘度。针对超高强混凝土水胶比低，往往采用降粘型聚羧酸减水剂和无机掺合料两种技术手段复合，但是梳形结构的聚羧酸减水剂本征粘度大，浆体残留量多，致使浆体粘度大。超支化聚合物具有良好的分子可塑性、本征粘度低，能有效降低聚合物间的链缠绕效应，降低聚合物的粘度。超支化聚合物的使用能有效的降低聚合物间的链缠绕作用，提高减水剂的空间斥力，分散性能的提升，降低了减水剂掺量。超支化聚合物分子结构呈现类球状，在胶凝材料颗粒表面吸附层厚度较厚，能有效压缩溶剂化层厚度释放自由水，降低混凝土粘度。因此超支化聚合物降粘剂的开发迫在眉睫。
[0005]近年来，超支化聚合物具有高度支化的三维球状结构及众多活性端基表现出与其它分子截然不同的性质而受到研究人员的广泛关注。如CN201811088667.6和CN201811089263.9制备的端羧基超支化型缓凝剂具有缓凝时间与超支化代数可控，可有效提高混凝土流动性。但分子结构中的多羟基集团易形成分子间和分子内氢键，束缚自由水易增大混凝土粘度。Johann Plank报道的非吸附线型小分子改善了水泥颗粒界面作用力，加速了减水剂与水泥颗粒表面的润湿性能，提高混凝土流动性，降低体系粘度，但用量过多导致混凝土含气量变大。D.Hamada开发研究出一种多支链结构的新型聚合物(NHBP型)，通过引入两个亲阴离子作用化合物。增大聚合物在胶凝材料中不同表面特性颗粒的吸附量，打破水泥颗粒三维网状结构，改善流变性能，降低粘度。如CN201911179520.2公开了以不饱和酸、不饱和酸酐、交联剂、聚醚化合物制备的微交联型聚羧酸，提高在胶凝材料颗粒表面
的吸附层厚度从而释放自由水降低其混凝土粘度。虽然现有的超支化聚合物被用做缓凝剂使用，但还没有用于超支化降粘剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的问题提供一种用于高强混凝土，降低减水剂掺量和降低混凝土粘度的高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：将具有两个或两个以上伯胺基官能团的苯环化合物溶解于非质子性极性溶剂中，加入催化剂，升温至60～100℃；然后滴加环氧氯丙烷溶液，充分反应，除去溶剂后干燥得到化合物A；其中苯环化合物和环氧氯丙烷的摩尔比为1:3～10；
[0010]步骤2：将步骤1中的化合物A溶于非质子性极性溶剂中，分多次加入固体碱，充分反应后，过滤除去生成的盐，除去溶剂后干燥得到缩水甘油胺化合物B1；所述固体碱与步骤1中的环氧氯丙烷的摩尔比为1:1；
[0011]步骤3：将步骤2生成的缩水甘油胺化合物B1溶于非质子性极性溶剂中；重复步骤1和步骤2M次得到缩水甘油胺化合物B
1+M
；其中M≥0；其中缩水甘油胺化合物B
1+i
、苯环化合物的摩尔比为：1:3～100；i≥0；
[0012]步骤4：将步骤3得到的缩水甘油胺化合物B
1+M
、单甲醚和质量浓度为50wt％的氢氧化钠溶液混合均匀，在60～130℃下充分反应即可得到所需超支化聚合物降粘剂；所述缩水甘油胺化合物B
1+M
和单甲醚的摩尔比为1:3～200；氢氧化钠溶液的添加量为单甲醚质量的0.1～5.0wt％。
[0013]进一步的，所述苯环化合物为1,3,5
‑
三氨基苯、对苯二胺、对二氨基联苯、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、1,4
‑
苯二甲胺、2,4,6
‑
三乙基苯
‑
1,3,5
‑
三甲胺、4,4',4
”‑
(1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三基)三苯胺中的一种。
[0014]进一步的，所述非质子性极性溶剂为苯、甲苯、二甲苯、环己烷、氯仿、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、1,3
‑
二甲基
‑
3.4,5,6
‑
四氢
‑2‑
嘧啶酮、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、N
‑
甲基吡咯烷酮、乙腈中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。
[0015]进一步的，所述催化剂为三乙基苄基氯化铵、溴化四乙胺、氢氧化四乙胺、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、四丁基对甲苯磺酸铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、四丙基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、三丁基甲基溴化铵中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。
[0016]进一步的，所述催化剂添加量为本反应过程中反应原料总质量的0.01～0.1wt％。
[0017]进一步的，所述固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢化钠和氢化钾中的一种或两种及以上以任意比例构成的混合物。
[0018]进一步的，所述单甲醚为聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚中的一种或两种以任意比例构成的混合物。
[0019]进一步的，所述步骤1中的滴加环氧氯丙烷溶液时缓慢滴加，滴加时间为0.1～1.0h。
[0020]一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂，其特征在，所述超支化聚合物降粘剂
占外加剂总固含量的0.01wt％～2wt％。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术制备得到高强混凝土用超支化聚合物降粘剂具有特殊的支化拓扑分子结构、本征粘度低、空间体积大等特性；有效减弱聚羧酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将具有两个或两个以上伯胺基官能团的苯环化合物溶解于非质子性极性溶剂中，加入催化剂，升温至60～100℃；然后滴加环氧氯丙烷溶液，充分反应，除去溶剂后干燥得到化合物A；其中苯环化合物和环氧氯丙烷的摩尔比为1:3～10；步骤2：将步骤1中的化合物A溶于非质子性极性溶剂中，分多次加入固体碱，充分反应后，过滤除去生成的盐，除去溶剂后干燥得到缩水甘油胺化合物B1；所述固体碱与步骤1中的环氧氯丙烷的摩尔比为1:1；步骤3：将步骤2生成的缩水甘油胺化合物B1溶于非质子性极性溶剂中；重复步骤1和步骤2M次得到缩水甘油胺化合物B
1+M
；其中M≥0；其中缩水甘油胺化合物B
1+i
、苯环化合物的摩尔比为：1:3～100；i≥0；步骤4：将步骤3得到的缩水甘油胺化合物B
1+M
、单甲醚和质量浓度为50wt％的氢氧化钠溶液混合均匀，在60～130℃下充分反应即可得到所需超支化聚合物降粘剂；所述缩水甘油胺化合物B
1+M
和单甲醚的摩尔比为1:3～200；氢氧化钠溶液的添加量为单甲醚质量的0.1～5.0wt％。2.根据权利要求1所述的一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂的制备方法，其特征在于，所述苯环化合物为1,3,5
‑
三氨基苯、对苯二胺、对二氨基联苯、4,4'
‑
二氨基二苯甲烷、1,4
‑
苯二甲胺、2,4,6
‑
三乙基苯
‑
1,3,5
‑
三甲胺、4,4',4
”‑
(1,3,5
‑
三嗪
‑
2,4,6
‑
三基)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高育欣，杨文，王福涛，曾超，王军，刘明，毕耀，张磊，王鹏，
申请(专利权)人：中建西部建设建材科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：