一种缓凝型单体及其制备方法、缓凝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，特别涉及一种缓凝型单体及其制备方法、缓凝型减水剂及其制备方法，其中，所述缓凝型单体的制备方法为将不饱和聚醚单体、多羟基酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温4～12h，反应结束后降温到40℃，即得到缓凝型单体。本发明专利技术提供的缓凝型单体，共聚时可在减水剂聚醚侧链中引入多羟基结构，羟基可以与水形成氢键，当减水剂分子吸附在水泥颗粒表表面时，通过多羟基结构形成更加致密的水化层，从而达到较好的分散作用，并且，多羟基结构通过酯基进行连接，随着水化的进行，可以逐渐的释放出葡萄糖酸盐，葡萄糖酸盐可以延缓水泥的水化，从而达到缓凝的作用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种缓凝型单体及其制备方法、缓凝型减水剂及其制备方法
[0001]本申请是申请号为CN2020114751622，申请日为2020年12月14日，《一种缓凝型减水剂及其制备方法》的分案申请。


[0002]本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种缓凝型单体及其制备方法、缓凝型减水剂及其制备方法。

技术介绍

[0003]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，同时，聚羧酸减水剂的保坍效果较差，为了满足混凝土运输和泵送的需求，一般需要复配保坍剂和缓凝剂。
[0004]公开号为CN106279559A的专利申请，公开了一种糖类酯化物改性聚羧酸减水剂及其制备方法，通过将不饱和羧酸、和干燥的多羟基糖类化合物，在浓硫酸催化条件下进行酯化反应制备糖类酯化物，酯化产物与不饱和羧酸、不饱和醇聚醚进行共聚反应，制备得到。又如公开号为CN110643003A和CN108864374A的专利申请，同样采用引入多羟基糖类化合物和不饱和酸进行酯化的方式对聚羧酸系减水剂进行改性得到缓凝型的减水剂。
[0005]然而多羟基糖类化合物和不饱和酸进行酯化，难以得到成分比较单一和明确的酯化产物，最值制备产品的稳定性较难控制。因此，对多羟基糖类化合物的结构的改进具有重要意义。

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缓凝效果不足的问题，本专利技术提供一种缓凝型单体，所述缓凝型单体的结构式为：
[0007][0008]其中，所述R1为H或CH3，R2为C
n
H
2n
，n＝0～4，R3为(CHOH)
n
CH2OH，n＝2～20，x1＝20～120，y1＝0～20。
[0009]在上述方案的基础上，进一步地，所述缓凝型单体由不饱和聚醚单体和多羟基酸通过酯化反应制备得到。
[0010]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和聚醚单体选自烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或异戊烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种。
[0011]在上述方案的基础上，进一步地，所述多羟基酸为葡萄糖酸。
[0012]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和聚醚单体、多羟基酸的摩尔比为(1.0～1.2):1。
[0013]本专利技术还提供一种如上任意所述的缓凝型单体的制备方法，包括如下操作：
[0014]将不饱和聚醚单体、多羟基酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温4～12h，反应结束后降温到40℃，即得到缓凝型单体。
[0015]在上述方案的基础上，进一步地，所述催化剂用量为不饱和聚醚质量的0.2％～5％；阻聚剂用量为不饱和聚醚质量的0.01％～1％。
[0016]在上述方案的基础上，进一步地，所述催化剂为浓硫酸、杂多酸、氧化亚锡或二丁基氧化锡中的一种；
[0017]所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚、对叔丁基邻苯二酚或酚噻嗪中的一种。
[0018]本专利技术还提供一种缓凝型减水剂，采用如上任意所述的缓凝型单体或采用如上任意所述的制备方法所制备的缓凝型单体。
[0019]本专利技术还提供一种如上所述的缓凝型减水剂的制备方法，具体操作为将醚类大单体、缓凝型单体、还原剂与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、不饱和酯和引气型单体的混合溶液，以及氧化剂溶液和链转移剂溶液，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，即得到缓凝型减水剂；
[0020]其中，所述醚类大单体、引气型单体、缓凝型单体、不饱和酸、不饱和酯的质量比为：(0～200)：(1～30):(50～200):(10～30):(1～10)；
[0021]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。
[0022]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：
[0023][0024]其中，所述R4为H或CH3，R5为C
n
H
2n
，n＝0～4，x1＝20～120，y1＝0～20。
[0025]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：
[0026][0027]其中，所述R6、R7为CH3、C
n
H
2n
OH、C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl或C
n
H
2n
ph，n＝1～4，R8为C
n
H
2n
OH或C
n
H
(2n
‑
1)
OHCl，n＝1～4，R9为C
n
H
(2n+1)
，n＝5～30，Z为F、Cl、Br或I。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酸的结构式为：
[0031][0032]其中所述R
10
为H或CH3。
[0033]在上述方案的基础上，进一步地，所述不饱和酯的结构式为：
[0034][0035]其中，所述R
11
为H或CH3，R
12
为C
n
H
2n
OH、C
n
H
2(n+1)
PO4或C
n
H
2(n+1)
PO4NCl，n＝1～5。
[0036]在上述方案的基础上，进一步地，包括以下质量份数的组分：
[0037][0038]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0039]1、本专利技术提供的缓凝型单体，可应用添加在减水剂中，共聚时通过在减水剂聚醚侧链中引入多羟基结构，羟基可以与水形成氢键，当减水剂分子吸附在水泥颗粒表表面时，通过多羟基结构形成更加致密的水化层，从而达到较好的分散作用，并且，多羟基结构通过酯基进行连接，随着水化的进行，可以逐渐的释放出葡萄糖酸盐，葡萄糖酸盐可以延缓水泥的水化，从而达到缓凝的作用。
[0040]2、本专利技术提供的缓凝型减水剂的制备方法所制备的减水剂，除了添加上述缓凝型单体外，还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，季铵盐具有亲水特性，可以在混凝土中引入气泡和稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓凝型单体，其特征在于，所述缓凝型单体的结构式为：其中，所述R1为H或CH3，R2为C
n
H
2n
，n＝0～4，R3为(CHOH)
n
CH2OH，n＝2～20，x1＝20～120，y1＝0～20。2.根据权利要求1所述的缓凝型单体，其特征在于，所述缓凝型单体由不饱和聚醚单体和多羟基酸通过酯化反应制备得到。3.根据权利要求2所述的缓凝型单体，其特征在于，所述不饱和聚醚单体选自烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或异戊烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的缓凝型单体，其特征在于，所述多羟基酸为葡萄糖酸。5.根据权利要求2所述的缓凝型单体，其特征在于，所述不饱和聚醚单体、多羟基酸的摩尔比为(1.0～1.2):1。6.一种如权利要求1～5任一项所述的缓凝型单体的制备方法，其特征在于，包括如下操作：将不饱和聚醚单体、多羟基酸、催化剂和阻聚剂加入到装有冷凝装置的第一反应器中，在氮气保护下100～120℃恒温4～12h，反应结束后降温到40℃，即得到缓凝型单体。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟丽娜，方云辉，柯余良，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：