一种交联引气型减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种交联引气型减水剂及其制备方法，其中，所述减水剂包含：交联引气型聚合物，所述引气型聚合物包含得自单体的聚合物或共聚物，所述单体包括引气型单体、乙烯基醚类大单体。采用本发明专利技术提供的交联引气型减水剂，可以在混凝土中引入气泡且稳定气泡并提高混凝土分散保持性，不仅如此，引入微交联结构使得聚合物结构更加舒展，水化膜更厚，具有更大的空间位阻作用以及更好的分散性、分散保持性和更好的抗插层作用，具有广泛的市场应用前景。具有广泛的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种交联引气型减水剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种交联引气型减水剂及 其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国基础工程大规模兴建，对混凝土的和易性、强度、耐久性等性 能的要求不断提高，促使了混凝土外加剂的快速发展，尤其是聚羧酸系高性 能减水剂的快速发展。聚羧酸系高性能减水剂作为混凝土外加剂的重要组分， 其加入到混凝土中，具有一定的引气效果，但是引入的泡沫质量较差，稳泡 性能也较差，不能满足高性能混凝土耐久性的需求，一般需要复配引气剂来 引入均匀分布、稳定而封闭的微小气泡，改善混凝土坍落度、流动性和可塑 性。市面上引气剂种类繁多，引泡和稳泡性能不一，且多为复配产物，聚羧 酸系高性能减水剂复配引气剂，稳泡性能较难满足且容易出现相容性问题。
[0003]公开号为CN111116844A的专利申请，通过茶皂素和不饱和酸酯化制备茶 皂素中间体与不饱和酸及大单体制备引气型聚羧酸减水剂。茶皂素含有多羟 基结构，与丙烯酸进行共聚制备的茶皂素中间体成分结构不可控，使得最终 制备产品的稳定性较难控制。
[0004]公开号为CN111961148A的专利申请，采用聚乙二醇醚和丙烯酸通过水溶 液自由基聚合反应制备得到的反应型减水剂，该减水剂可利用水泥水化的碱 性环境释放氨气，兼具引气和减水的作用。氨气具有一定的安全隐患。
[0005]因此，开发一种交联引气型聚羧酸系减水剂，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

[0006]为解决上述
技术介绍
中提及混凝土稳泡性不足的问题，本专利技术提供一种 交联引气型减水剂，其特征在于，所述减水剂包含：
[0007]交联引气型聚合物，所述引气型聚合物包含得自单体的聚合物或共聚物， 所述单体包括引气型单体、乙烯基醚类大单体。
[0008]在上述方案的基础上，进一步地，所述引气型单体由不饱和酰氯与羟基 烷基季铵盐通过酯化反应制备得到。
[0009]在上述方案的基础上，进一步地，所述羟基烷基季铵盐的结构式为：
[0010][0011]其中，所述R1、R2为CH3、C
n
H
2n
OH、C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl或C
n
H
2n
ph，n＝1～4，R3为 C
n
H
2n
OH或C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl，n＝1～4，R4为C
n
H
(2n+1)
，n＝5～30，Z为F、Cl、Br或I。
[0012]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酰氯为丙烯酰氯或甲基丙 烯酰氯。
[0013]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酰氯与羟基烷基季铵盐的 摩尔比为(1～1.2)：1。
[0014]在上述方案的基础上，进一步地，所述乙烯基醚类大单体的结构式为：
[0015][0016]其中，所述R4为H或CH3，R5为C
n
H
2n
，n＝2～6，x1＝20～120，y1＝0～20。
[0017]在上述方案的基础上，进一步地，所述单体还包括不饱和酸、不饱和酯 中的至少一种。
[0018]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酸的结构式为：
[0019][0020]其中所述R7为H或CH3。
[0021]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酯的结构式为：
[0022][0023]其中，所述R8为H或CH3，R9为C
n
H
2n
OH、C
n
H
2(n+1)
PO4或C
n
H
2(n+1)
PO4NCl，n＝1～ 5。
[0024]在上述方案的基础上，进一步地，所述引气型单体与乙烯基醚类大单体 的质量比为(1～30)：200；所述引气型单体与不饱和酸的质量比为(1～30): (10～30)；所述引气型单体与不饱和酯的质量比(1～30):(1～10)。
[0025]本专利技术提供一种交联引气型减水剂的制备方法，所述方法包含：
[0026]a)制备交联引气型聚合物，所述引气型聚合物包含得自单体的聚合物或 共聚物，所述单体包括引气型单体、乙烯基醚类大单体；
[0027]b)调节步骤a)制得的产物pH，即得所述交联引气型减水剂。
[0028]本专利技术提供的一种交联引气型减水剂及其制备方法，与现有的技术相比， 具有以下技术原理和有益效果：
[0029]1、本专利技术通过引入交联引气型单体一起共聚，在减水剂分子中引入长链 烷基季铵盐结构，烷基具有疏水特性，季铵盐基、羧基、乙氧基具有亲水特 性，可以在混凝土中引入气泡且稳定气泡，且长链烷基季铵盐通过酯基连接， 随着水化的进行，酯基水解释放出羧基和长链烷基季铵盐，可以提高混凝土 分散保持性及混凝土中气泡的稳泡性能。
[0030]2、本专利技术引入微交联结构，聚合物的轻度交联结构结合聚合物结构中羧 酸盐和
季铵盐的正负电荷特性，聚合物结构更加舒展，水化膜更厚，具有更 大的空间位阻作用，具有更好的分散性、分散保持性和更好的抗插层作用。
[0031]3、本专利技术引入的长链烷基季铵盐结构具有抗菌防腐的作用，可以防止减 水剂的霉变，延长放置时间。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本 专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术提供一种交联引气型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0034]将乙烯基醚类大单体、还原剂与适量去离子水置于反应器中，搅拌溶解， 向反应器中滴加不饱和酸和不饱和酯的混合溶液、引气型单体溶液，氧化剂 及链转移剂，并调节温度至5～15℃进行反应，滴加时间为0.5～1h，滴加结 束后保温0.5～1.5h，反应结束后降至室温，用液碱调节pH至6～7，即得到 交联引气缓凝型减水剂。
[0035]其中，所述乙烯基醚类大单体：单体B：单体C：单体D的质量比为： 200:(1～30):(10～30):(1～10)；
[0036]所述氧化剂优选为过氧化氢或过硫酸钠；
[0037]所述还原剂，优选为抗坏血酸、甲醛合次硫酸氢钠、Br
ü
ggolit FF6或 次磷酸钠中的至少一种；
[0038]所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸或巯基乙醇中的至少一种。
[0039]所述引气型单体的制备方法如下：
[0040]将不饱和酰氯、羟基烷基季铵盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联引气型减水剂，其特征在于，所述减水剂包含：交联引气型聚合物，所述引气型聚合物包含得自单体的聚合物或共聚物，所述单体包括引气型单体、乙烯基醚类大单体。2.根据权利要求1所述的交联引气型减水剂，其特征在于：所述引气型单体由不饱和酰氯与羟基烷基季铵盐通过酯化反应制备得到。3.根据权利要求2所述的交联引气型减水剂，其特征在于：所述羟基烷基季铵盐的结构式为：其中，所述R1、R2为CH3、C
n
H
2n
OH、C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl或C
n
H
2n
ph，n＝1～4，R3为C
n
H
2n
OH或C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl，n＝1～4，R4为C
n
H
(2n+1)
，n＝5～30，Z为F、Cl、Br或I。4.根据权利要求2所述的交联引气型减水剂，其特征在于，所述不饱和酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。5.根据权利要求2所述的交联引气型减水剂，其特征在于，所述不饱和酰氯与羟基烷基季铵盐的摩尔比为(1～1.2)：1。6.根据权利要求1所述的交联引气型减水剂，其特征在于：所述乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟丽娜，方云辉，柯余良，张小芳，王昭鹏，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：