一种引气型单体、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，特别涉及一种引气型单体、引气型减水剂及其制备方法，其中，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；所述减水剂包含：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。采用本发明专利技术提供的引气型单体以及采用该引气型单体所制备的引气型减水剂可以提高混凝土分散保持性及混凝土中气泡的稳泡性能，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，同时降低减水剂分子在碱性环境下卷缩，提高减水剂分子伸展构象的保持时间，具有广泛的市场应用前景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种引气型单体、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
，特别涉及一种引气型单体、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
中提及的，现有的减水剂引气效果不足的问题，本专利技术提供一种引气型单体，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。
[0007]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：
[0008][0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]本专利技术提供一种引气型减水剂，所述减水剂包含：
[0013]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；
[0014]其中，所述引气型单体采用如上所述的引气型单体。
[0015]在上述方案的基础上，进一步地，所述单体还包括醚类大单体、不饱和酸、不饱和酯中的至少一种。
[0016]在上述方案的基础上，进一步地，所述醚类大单体的结构式为：
[0017][0018]其中，所述R5为H或CH3，R6为C
n
H
2n
，n＝0～4，x1＝20～120，y1＝0～20。
[0019]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酸的结构式为：
[0020][0021]其中所述R7为H或CH3。
[0022]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酯的结构式为：
[0023][0024]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。
[0025]在上述方案的基础上，进一步地，所述引气型单体与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)。
[0026]本专利技术提供一种引气型减水剂的制备方法，所述方法包含：
[0027]a)制备引气型聚合物，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；
[0028]b)调节步骤a)制得的产物pH，即得所述引气型减水剂。
[0029]本专利技术提供的一种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：
[0030]1、本专利技术通过引入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、乙氧基具有亲水特特性，可以在混凝土中引入气泡和稳定气泡，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。
[0031]2、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。
[0032]3、本专利技术在聚羧酸结构中引入季铵盐结构，可以降低减水剂分子在碱性环境下卷缩，降低减水剂对无机盐离子的敏感性，提高减水剂分子伸展构象的保持时间，从而提高了减水剂的分散性和保坍性。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术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。
[0034]本专利技术提供一种引气型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0035]将醚类大单体、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25～50℃进行反应，滴加时间为1～3h，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，即得到引气型减水剂；
[0036]其中，所述醚类大单体、引气型单体、不饱和酸、不饱和酯的质量比为：200：(1～30):(10～30):(1～10)；
[0037]所述醚类大单体优选为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚中的至少一种；
[0038]所述不饱和酸优选为丙烯酸或甲基丙烯酸。
[0039]所述不饱和酯优选为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、2
‑
甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯或2
‑
甲基丙烯酰氧基丙基磷酸酯、2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱中的至少一种。
[0040]所述的氧化剂优选为过氧化氢或过硫酸钠；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引气型单体，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。2.根据权利要求1所述的引气型单体，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。3.根据权利要求1所述的引气型单体，其特征在于，所述不饱和酰氯为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。4.根据权利要求1所述的引气型单体，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。5.一种引气型减水剂，其特征在于，所述减水剂包含：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；其中，所述引气型单体采用如权利要求1
‑
4任一项所述的引气型单体。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟丽娜，王昭鹏，方云辉，柯余良，张小芳，
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：