一种酯类聚羧酸减水剂与γ-环糊精的自组装方法及应用技术

本发明专利技术涉及混凝土外加剂技术领域，公开了一种酯类聚羧酸减水剂与γ

【技术实现步骤摘要】
一种酯类聚羧酸减水剂与
γ
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环糊精的自组装方法及应用


[0001]本专利技术涉及混凝土外加剂
，具体涉及一种酯类聚羧酸减水剂与γ
‑
环糊精的自组装方法及应用。

技术介绍

[0002]近年来，醚类聚羧酸减水剂由于原料供应方便、生产工艺简单和产品稳定等特点，受到生产和使用者的欢迎。然而，机制砂的应用不断消耗，很多工程使用水洗砂替代机制砂，醚类聚羧酸减水剂在混凝土中的应用难度也越来越大。在水洗砂中表现掺量敏感，由于水洗砂中比较细小的组分洗掉，导致使用其生产的混凝土易出现离析泌水的问题混凝土和易性很差，保坍性能差等问题，相对于醚类聚羧酸减水剂来说，酯类聚羧酸减水剂，掺量敏感度低，混凝土和易性好，所以酯类聚羧酸减水剂在沿海地区的使用效果优于醚类聚羧酸减水剂。此外，醚类聚羧酸减水剂在应用于高强度、高等级的混凝土中，存在反应慢，混凝土粘度高，难以实现高层建筑泵送的技术难题，使用酯类聚羧酸减水剂能够降低混凝土粘度以实现泵送。
[0003]专利号CN201911165236.X公开了一种酯类聚羧酸减水剂的制备方法，该方法主要侧重于引气稳泡效果，保坍性能没有得到提升。专利号CN 105778023 A公开了一种磺化环糊精聚羧酸减水剂制备方法，通过环糊精磺化产物和马来酸酐酯化后接枝到聚羧酸减水剂侧链，该方法使用磺化反应，能耗高，不利于生产。专利号CN201710038165.1公开了一种改性环糊精自组装型醚类聚羧酸减水剂的制备方法，侧重点是引入亲油性小单体来改善聚羧酸减水剂在混凝土中的适应性。
[0004]上述公开技术都在不同侧重点改性聚羧酸减水剂，而且通过改性环糊精的手段增加了反应成本，不利于大规模生产。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装方法及应用，以解决现有技术中水洗砂中和易性差，保坍性能不足，降低混凝土粘度的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物，结构通式如式（I）所示：
[0007]式（I）中，X、Y、Z为聚合度且均为正整数，X=40~100，Y=20~50，Z=17~30，n=13、23或44。
[0008]另一方面，本技术方案提供一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、将丙烯酸溶于水，配制成丙烯酸、甲基丙烯酸和水的混合溶液A液；将还原剂、链转移剂和水混合配制成混合溶液B液；将氧化剂、A液、B液保温反应得到黏稠性聚合物液体聚丙烯酸；
[0010]步骤二、升温条件下，将γ
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环糊精溶于水制得γ
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环糊精的饱和水溶液，加入聚丙烯酸搅拌反应得到 γ
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环糊精/聚丙烯酸包合物；
[0011]步骤三、在步骤二中制得的γ
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环糊精/聚丙烯酸包合物加入提前溶解的聚乙二醇单甲醚和催化剂对甲苯磺酸，搅拌反应得到酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精自组装包合物。
[0012]优选的，作为一种改进，步骤一中，丙烯酸、甲基丙烯酸的摩尔比为3~2 : 1。
[0013]本技术方案中，丙烯酸与甲基丙烯酸的添加比例对于减水剂的减水率有较大影响，丙烯酸添加量过少会导致酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物的减水率偏低，过多减水率偏高，且酯类聚羧酸减水剂的保坍性能会变差。
[0014]优选的，作为一种改进，步骤一中，氧化剂为双氧水、过硫酸盐中的一种或两种组合，氧化剂的添加量为丙烯酸和甲基丙烯酸总质量的2~4%。
[0015]本技术方案中，氧化剂和还原剂组成氧化还原体系，该体系使得自由基聚合在常温条件些即可反应。
[0016]优选的，作为一种改进，步骤一中，还原剂为Vc、吊白块、E51、亚硫酸氢钠中的至少一种，还原剂的添加量为氧化剂质量的15~20%。
[0017]优选的，作为一种改进，步骤一中，链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、次亚磷酸钠、甲基丙烯磺酸钠中的至少一种，链转移剂的添加量为丙烯酸和甲基丙烯酸总质量的0.8~1.2%。
[0018]本技术方案中，链转移剂能够调整酯类聚羧酸减水剂的分子量及其分子量分布，分子量及分子量分布影响酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物的性能。
[0019]优选的，作为一种改进，步骤二中，聚丙烯酸与γ
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环糊精的摩尔比为1~ 2：1；升温温度为60℃，搅拌反应时间为1h。
[0020]优选的，作为一种改进，步骤三中，丙烯酸和甲基丙烯酸与聚乙二醇单甲醚的酸醚比为3.5~5:1；催化剂对甲苯磺酸的添加量占聚丙烯酸和聚乙二醇单甲醚总质量的1~2%。
[0021]优选的，作为一种改进，步骤三中，聚乙二醇单甲醚为聚合度13、23、44的一种或两种以上组合。
[0022]本技术方案中，聚乙二醇单甲醚聚合度能够影响酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物的侧链分布，侧链分布影响酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物的减水率和保坍性能。
[0023]优选的，作为一种改进，一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物在制备混凝土保坍剂中的应用。
[0024]本方案的原理及优点是：
[0025]1、本技术方案提供的一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精自组装中，γ
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环糊精在空间上呈现出中空截锥的空腔结构，能够包埋客体分子。本专利技术通过γ
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环糊精包合部分聚羧酸减水剂分子链上的羧基，待到于混凝土中γ
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环糊精被高pH响应，慢慢从客体分子链羧基上脱落下来，使羧基慢慢被释放出来，从而达到缓释效果，进而增强聚羧酸减水剂在混凝土中的保坍性能。
[0026]2、本技术方案通过先聚合形成聚丙烯酸，并和γ
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环糊精形成包合物，由于 γ
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环糊精存在于侧链中，使得于聚乙二醇单甲醚酯化反应呈间位酯化，使得分子量分布具有规则序列，表现出具有优异的减水率和保坍性能。
[0027]3、本技术方案通过匀速滴加聚乙二醇单甲醚的方式，反应温和且酯化率高，提高减水率和保坍性能。
[0028]4、本技术方案所用γ
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环糊精无需改性，且自组装产物容易制得，赋予聚羧酸减水剂优异的保坍性能；无需在工程应用中复配保坍剂，达到节约母液成本的目的。
具体实施方式
[0030]下面通过具体实施方式进一步详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装包合物，其特征在于：结构通式如式（I）所示：式（I）中，X、Y、Z为聚合度且均为正整数，X=40~100，Y=20~50，Z=17~30，n=13、23或44。2.一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将丙烯酸溶于水，配制成丙烯酸、甲基丙烯酸和水的混合溶液A液；将还原剂、链转移剂和水混合配制成混合溶液B液；将氧化剂、A液、B液保温反应得到黏稠性聚合物液体聚丙烯酸；步骤二、升温条件下，将γ
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环糊精溶于水制得γ
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环糊精的饱和水溶液，加入聚丙烯酸搅拌反应得到 γ
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环糊精/聚丙烯酸包合物；步骤三、在步骤二中制得的γ
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环糊精/聚丙烯酸包合物加入提前溶解的聚乙二醇单甲醚和催化剂对甲苯磺酸，搅拌反应得到酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精自组装包合物。3. 根据权利要求2所述的一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装方法及应用，其特征在于：步骤一中，丙烯酸、甲基丙烯酸的摩尔比为3~2 : 1。4.根据权利要求3所述的一种酯类聚羧酸减水剂与γ
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环糊精的自组装方法，其特征在于：步骤一中，氧化剂为双氧水、过硫酸盐中的一种或两种组合，氧化剂的添加量为丙烯酸和甲基丙烯酸总质量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友，王远福，邓妮，陈杰，方世昌，田应兵，
申请(专利权)人：贵州石博士科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：