一种长侧链吸附型抗泥保坍剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长侧链吸附型抗泥保坍剂及其制备方法，其具体步骤如下：在含有多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体混合物中，加入一定量的催化剂对甲基苯磺酸和阻聚剂苯堒，在80℃～95℃条件下进行酯化反应，生成苯环上带吸附基团和不饱和长链的化合物，然后将末端吸附型不饱和大单体、不饱和酯类小单体与引发剂、还原剂和链转移剂的共同作用下，进行自由基聚合反应即可得到长侧链吸附型抗泥保坍剂；本发明专利技术通过改性大单体特性、调节单体比例、控制温度和大单体的种类等来改善产品性能，该反应工艺稳定、效率高、简单易操作，产品性能稳定。此外，本发明专利技术采用针对吸附基团位置改变的新思路，为现有聚羧酸保坍剂选用材料单一，吸附锚固基团在主链的固定想法提供新方向。向。

【技术实现步骤摘要】
一种长侧链吸附型抗泥保坍剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑化学材料
，特别涉及一种抗泥、抗风化砂优异的羧酸类保坍剂的制备方法，能够显著提高含泥粉较高或者使用风化砂为集料的混凝土坍落度的保持时间，属混凝土外加剂


技术介绍

[0002]当今我国的基础设施建设已经进入高速发展的阶段，高速公路、铁路、水电、核电、大型桥梁等工程的建设为高性能混凝土的发展带来了新的机遇。伴随建筑行业的发展和劳动力成本的上升，使预拌混凝土在混凝土施工中所占的比例越来越大。而优质砂石集料日益匮乏和大量含泥低品质砂、风化砂和尾矿砂等的使用导致混凝土流动度损失过大。混凝土流动性的损失不但严重影响了工程的施工进度而且劣化了混凝土性能，甚至会严重降低混凝土构筑物的服役寿命。因此，控制好混凝土的流动度的损失，更好的满足实际施工的需求是目前高性能混凝土迫切需要解决的问题。
[0003]所以，聚羧酸系保坍剂针对高含泥量砂石、风化砂和尾矿砂后期保坍适应性的好坏将直接影响到聚羧酸系减水剂未来的推广普及，第三代聚羧酸系列要想真正得到推广，并最终成为减水剂行业主导产品，就必须解决好上述骨料使用性能影响的问题。
[0004]长侧链吸附型抗泥保坍剂的研制是对传统保坍剂技术的突破，其主要技术思路是根据粘土等对聚羧酸减水剂作用机理，通过改变初始吸附锚固基团的位置，从而达到显著得抗泥特性的，而国内多数专利中描述的混凝土用的聚羧酸系保坍剂的抗泥性主要是通过引入一定的抗泥材料、调整聚羧酸减水剂的形状结构，例如从梳型结构改成星型结构或改变现有聚醚大单体的末端基团等方式进行的。
[0005]例如专利CN105330834B一种侧链端基改性聚羧酸系抗泥减水剂的制备方法中是通过将聚羧酸系减水剂的端羟基改性成一个五元环和一个苯类/吡啶类环，大大的增加了聚羧酸减水剂侧链末端的物理尺寸，使其不易插入粘土的层状结构中，从而达到抗泥的效果且不影响其固有功能。主要技术手段为：将干燥的固体聚羧酸系减水剂溶于有机溶剂中，加入过量二氯亚砜，反应30～90min后加入叠氮化钠反应2～4h后，减压蒸馏得到端叠氮基聚羧酸系减水剂，再将其与端炔基苯或端炔基吡啶类衍生物溶于有机溶剂中，在过渡金属配合物催化剂下反应10～50min后，再过中性氧化铝除盐，即得到端苯基或端吡啶基聚羧酸系抗泥减水剂；该专利技术主要是通过改性聚醚末端使其在粘土中难以造成插层吸附达到抗泥的显著效果，并未提及后期保持方面的具体作用原理。并且该专利技术产品在合成过程中通过减压和使用有机溶剂等手段，对于产品生产和工业化来说，工序较为复杂。专利CN114315893A一种季铵盐功能单体及其制备方法、高适应性聚羧酸保坍剂及其制备方法。在第一反应装置中加入氯磷酸二烯丙酯，有机溶剂A，同时通入保护气，继续加入羟基叔胺和催化剂并在0～5℃搅拌t1，反应完全后减压蒸馏，去除有机溶剂A；继续向第一反应装置中加入卤代烃，有机溶剂B，升温至70～80℃，回流反应10～20h；反应结束后减压蒸馏，去除有机溶剂B，再用进行重结晶，即得所述季铵盐功能单体；然后将季铵盐功能单体、具有乙二
醇乙烯基的不饱和聚醚大单体和不饱和羧酸和不饱和羧酸酯共聚，即可得到季铵盐功能单体类高适应性聚羧酸保坍剂。该种方法仍然是通过引入带有磷酸酯和季铵盐结构对粘土抗吸附作用，来提升减水剂的抗吸附能力，有效提高了所合成保坍剂的适应性。但聚乙二醇和粘土的插层吸附问题仍没有得到有效解决。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是为了丰富和改进现有技术不足而提供一种生产工艺简单的长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备方法。通过将含有多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体进行酯化反应，生成苯环上带吸附基团和长链的不饱和化合物，再通过自由基聚合反应生成长侧链吸附型抗泥保坍剂。该反应生产原料及工艺简单，且由于长侧链末端苯环上吸附基团存在，致使聚乙二醇无法进行插层吸附，有效的防止了减水剂被粘土吸附失效的情况，从而大大提升该保坍剂的前期减水和后期保坍能力，即在高减水的前提下又增强了混凝土的塑性保持能力，从而从根本上改善了聚羧酸系减水剂与混凝土不友好原材料的适应性问题。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种长侧链吸附型抗泥保坍剂制备方法，其具体步骤如下：
[0008]1)末端吸附型不饱和大单体的制备：将含有多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体混合物中，加入0.001mol～0.05mol催化剂对甲基苯磺酸和0.005mol～0.01mol阻聚剂苯堒，在80℃～95℃条件下进行酯化反应，生成苯环上带吸附基团和长链的不饱和化合物，其中多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体摩尔比是1：1；两种单体混合搅拌时间为180min～300min，得到末端吸附型不饱和大单体，其分子结构如下：
[0009][0010]其中，R1、R2、R3、R4为H或者羧基；R5为甲氧基或者亚甲基；R6和R7为H或者亚甲基；
[0011]2)长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备：末端吸附型不饱和大单体、不饱和酯类小单体与引发剂、还原剂和链转移剂的共同作用下，保持在30℃～60℃进行自由基聚合反应3h～5h即可得到共聚产物，加入碱调整pH值至5～7，加水得到质量浓度为20％～50％长侧链吸附型抗泥保坍剂；其中所述的末端吸附型不饱和大单体、不饱和酯类小单体、引发剂、还原剂和链转移剂的摩尔比为1：(3.0～6.0)：(0.10～0.20)：(0.02～0.05)：(0.10～0.60)。
[0012]优选步骤1)中所述的有多个羧基的芳香化合物结构分子式为：
[0013][0014]其中，R1、R2、R3、R4为H或者羧基；优选为均苯三甲酸、连苯三甲酸、均苯四甲酸以及苯六羧酸；
[0015]优选步骤2)中所述的不饱和大单体为烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚、4
‑
羟丁基聚氧乙烯醚的一种或两种以上组合；其分子量Mw：1000g/mol～3000g/mol；
[0016]优选步骤2)中所述的不饱和酯类小单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯的一种或两种以上组合；
[0017]优选步骤2)中所述的引发剂为双氧水、2,2
‑
偶氮双(2
‑
甲基丙脒)盐酸盐、过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾的一种或两种以上组合；
[0018]优选步骤2)中所述的链转移剂为次磷酸钠、巯基乙酸、2
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸和巯基乙醇的一种或两种以上组合；
[0019]优选步骤2)中所述的还原剂为甲醛次硫酸氢钠、L
‑
抗坏血酸、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁和布吕格曼E51中的一种或两种以上组合；
[0020]优选步骤2)中所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、葡萄糖酸钠或硫代硫酸钠的一种或两种以上组合。
[0021]本专利技术是采用酯化反应和自由基聚合反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：S1末端吸附型不饱和大单体的制备：将含有多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体混合物中，加入一定量的催化剂对甲基苯磺酸和阻聚剂苯堒，在80℃～95℃条件下进行酯化反应，生成苯环上带吸附基团和不饱和长链的化合物，其中多个羧基的芳香化合物与不饱和聚醚大单体摩尔比是1：1；两种单体混合搅拌时间为180min～300min，得到末端吸附型不饱和大单体；S2长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备：末端吸附型不饱和大单体、不饱和酯类小单体与引发剂、还原剂和链转移剂的共同作用下，保持在30℃～60℃进行自由基聚合反应3h～5h即可得到共聚产物，加入碱调整pH值至5～7，加水得到质量浓度为20％～50％长侧链吸附型抗泥保坍剂；其中所述的末端吸附型不饱和大单体、不饱和酯类小单体、引发剂、还原剂和链转移剂的摩尔比为1：(3.0～6.0)：(0.10～0.20)：(0.02～0.05)：(0.10～0.60)。2.根据权利要求1所述的长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的末端吸附型不饱和大单体，其分子结构如下：其中，R1、R2、R3、R4为H或者羧基；R5为甲氧基或者亚甲基；R6和R7为H或者亚甲基。3.根据权利要求1所述的长侧链吸附型抗泥保坍剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的不饱和聚醚大单体为烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚、4
‑
羟丁基聚氧乙烯醚的一种或两种以上组合；其分子量Mw：1000g/mol～3000g/mol。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凯伟，于浩，邢亚兵，
申请(专利权)人：江苏博思通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：