[go: up one dir, main page]

CN114133467A - 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents

一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114133467A
CN114133467A CN202111545656.8A CN202111545656A CN114133467A CN 114133467 A CN114133467 A CN 114133467A CN 202111545656 A CN202111545656 A CN 202111545656A CN 114133467 A CN114133467 A CN 114133467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bleeding
ester
monomer
acid
unsaturated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111545656.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114133467B (zh
Inventor
赖广兴
尹键丽
麻秀星
郭元强
林添兴
姚文杰
朱巧勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Academy Of Building Science Co ltd
Kezhijie New Material Group Zhejiang Co ltd
Original Assignee
Xiamen Academy Of Building Science Co ltd
Kezhijie New Material Group Zhejiang Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Academy Of Building Science Co ltd, Kezhijie New Material Group Zhejiang Co ltd filed Critical Xiamen Academy Of Building Science Co ltd
Priority to CN202111545656.8A priority Critical patent/CN114133467B/zh
Publication of CN114133467A publication Critical patent/CN114133467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114133467B publication Critical patent/CN114133467B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2688—Copolymers containing at least three different monomers
    • C04B24/2694—Copolymers containing at least three different monomers containing polyether side chains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
    • C04B2103/302—Water reducers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

本发明涉及建筑外加剂技术领域，特别涉及一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法。其中一种酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：包括酯类大单体、阳离子光引发剂A、不饱和一元羧酸、自由基聚合光引发剂B、链转移剂，以及所述不饱和酯化单体和交联单体中的一种或两种。本发明通过合成不饱和酯化单体，并与交联单体一起引入到酯类聚羧酸减水剂中，其中咖啡酸具有高粘附能力的邻苯二酚基团，γ‑环糊精具有亲水的多羟基基团，而交联单体使聚羧酸减水剂分子呈微交联结构，有效减少了游离水的释放，使制备的减水剂具有优异的保水性能，应用于砂石骨料品质较差的混凝土中，可有效锁住混凝土中的水份，使浆体增稠，减少泌水泌浆。

Description

一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及建筑外加剂技术领域，特别涉及一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
目前，在我国的工程建设领域，机制砂替代天然砂用作混凝土细骨料已经成为混凝土行业发展趋势，机制砂已经在全国大面积使用。机制砂作为混凝土的细集料，既可解决天然砂资源短缺问题，又能降低运输成本，保护环境。机制砂与天然砂相比，由于自身的理化特性(颗粒表面粗糙、棱角多、级配差及表面能大)导致由其配制的混凝土存在流动性与粘聚性差的问题，易泌水离析，这与混凝土需要高流动性与高粘聚性来满足良好的泵送施工性能相悖。
工程应用中经常会考虑将聚羧酸减水剂与各种调节粘度的化学外加剂复配使用，如黄原胶、温轮胶、纤维素醚等，它们能够增加拌合物的粘度，在很小掺量时即具有较好的增粘作用，对混凝土粘度的改善效果较为明显，可以明显减少混凝土抓底、泌水现象的发生。但从实际工程来看，大多数粘度调节剂与聚羧酸减水剂存在相容性问题。一方面，粘度调节剂与聚羧酸减水剂复配贮存过程中容易出现絮凝、分层现象，导致贮存稳定性变差；另一方面，粘度调节剂的掺入会影响聚羧酸减水剂的分散性，严重时甚至会降低混凝土流动性。
针对以上问题，目前已经有不少研究者通过分子结构设计，制备增稠、保水型聚羧酸减水剂以解决混凝土泌水、抓底等问题。
公开号为CN105948563A、公开日为2016年09月21日的专利文件，公开号为CN105924030A、公开日为2016年09月07日的专利文件和公开号为CN 105949409A、公开日为2016年09月21日的专利文件分别公开了含壳聚糖的醚类、酯类和醚酯共聚类的三种聚羧酸系混凝土减水剂及其制备方法，直接使用壳聚糖参与共聚反应，生产出的减水剂能够明显改善混凝土易离析、泌水现象。
公开号为CN106116226 A，公开日为2016年11月16日的专利文件公开了一种改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂及其制备方法，其在分子侧链中引入了含鼠李糖、羟基及羧基的多糖。
上述专利分别通过引入壳聚糖、鼠李糖及含羟基和羧基的多糖作为增粘保水的功能性侧链，成功地制备了增粘保水型的聚羧酸减水剂。然而，前两者的分子结构中无碳碳双键，虽然羟基也能被引发形成自由基参与共聚，但聚合活性远远不如碳碳双键，聚合转化率低。此外，壳聚糖和含羟基和羧基的多糖分子量高、水溶性差，接枝率低，而鼠李糖的分子量偏低，引入量偏少时，增粘保水效果不显著，反之又会影响减水剂的吸附分散。
公开号为CN104176969A、公开日为2014年12月03日的专利文件通过分子结构设计合成一种聚羧酸保水剂，其设计的醚类保水剂与常规聚羧酸减水剂差异性小，保水性能一般。
因此，针对现有技术的不足，开发一种保水性能优异的聚羧酸减水剂具有重要意义。
发明内容
为解决上述现有技术中减水剂保水性能不足、改善混凝土易离析、泌水能力不够的问题，本发明提供一种不饱和酯化单体，主要由咖啡酸及γ-环糊精发生酯化反应而得；
咖啡酸和γ-环糊精的质量比为1:0.5～2.5。
在一些实施例中，不饱和酯化单体的制备过程为：在常压条件下，将咖啡酸和γ-环糊精加入到反应器中，同时加入催化剂、阻聚剂和带水剂，进行酯化反应，酯化反应温度为100～140℃，反应时间为4～9h，即得咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体。
在一些实施例中，所述咖啡酸和所述γ-环糊精的总质量为酸醇总质量，所述催化剂用量为酸醇总质量的1wt％～3wt％，所述阻聚剂的量为酸醇总质量的0.5wt％～2wt％，所述带水剂的量为酸醇总质量的10wt％～20wt％。
在一些实施例中，所述催化剂为甲苯磺酸、醋酸钠和硫酸氢钠中的一种或组合；所述阻聚剂为N-亚硝基-N-苯基羟胺铝、4-氧代-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶和N，N-二丁基二硫代氨基甲酸铜中的一种或组合；所述带水剂为石油醚、环己烷和甲苯中的一种或组合。
一种采用了如上任意所述的不饱和酯化单体的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，包括酯类大单体、阳离子光引发剂A、不饱和一元羧酸、自由基聚合光引发剂B、链转移剂，以及所述不饱和酯化单体和交联单体中的一种或两种。
在一些实施例中，所述不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A、酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体、自由基聚合光引发剂B及链转移剂的质量比为0～5:1～3:55～85:8～20:0～3:1～5:0.4～1。
在一实施例中，当只添加不饱和酯化单体，无添加交联单体时，所述酯类大单体和不饱和酯化单体的质量比为55～85:1～5；
当只添加交联单体，无添加不饱和酯化单体时，所述酯类大单体和交联单体的质量比为55～85:0.5～3；
当不饱和酯化单体和交联单体均有添加时，所述酯类大单体、不饱和酯化单体和交联单体的质量比为55～85:1～5:0.5～3。
在一些实施例中，所述酯类大单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和甲氧基聚乙二醇马来酸酐酯中的一种或组合。
在一些实施例中，所述阳离子光引发剂A为双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、4-异丙基-4’-甲基二苯碘四(五氟苯基)硼酸盐、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐和二苯基碘鎓六氟磷酸盐中的一种或组合。
在一些实施例中，所述不饱和一元羧酸为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或组合。
在一些实施例中，所述交联单体为二乙二醇二丙烯酸酯。
在一些实施例中，所述自由基聚合光引发剂B为安息香甲基醚、1-苯基-1,2-丙二酮-2-肟和2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮中的一种或组合。
在一些实施例中，所述链转移剂为3-巯基乙酸-2-甲基己酯、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯和4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸中的一种或组合。
在一些实施例中，反应在紫外光照射下进行，所述紫外光的波长为350mm～600mm，照射强度为50～110W/m2。
一种制备如上任意所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂的制备方法，步骤如下：
将不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A、酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体、自由基聚合光引发剂B及链转移剂在紫外光照射下进行共聚得到共聚产物；然后将制得的共聚产物进行酸碱中和,即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂。
详细参数及步骤如下：
S1、在常压条件下，将咖啡酸和γ-环糊精加入到反应器中，同时加入催化剂、阻聚剂和带水剂，进行酯化反应，酯化反应温度为100℃～140℃，反应时间为4h～9h，即得咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体；
S2、室温下，将咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A和水置于四口烧瓶中搅拌；将酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体和水混合得到单体混合水溶液；将自由基聚合光引发剂B与水混合得到引发剂水溶液；将链转移剂与水混合得到链转移剂水溶液；将四口烧瓶置于紫外光下照射，紫外光的波长为350mm～600mm，照射强度为50～110W/m2，在1h～3h小时内分别滴加完上述单体混合水溶液、引发剂水溶液和链转移剂水溶液；滴加结束后，继续反应0.5h～2h后，得到共聚产物；
优选地，交联单体及不饱和酯化单体至少添加其中一种。
S3、将S2制得的共聚产物用氢氧化钠溶液中和至pH值为5～7，即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂。
在一些实施例中，制得的酯类低泌水型聚羧酸减水剂含固量为30％～50％。
本发明具有如下有益效果：
(1)与现有的减水剂相比较，本发明中方法所制备的聚羧酸减水剂通过引入咖啡酸，在高分子链中引入了邻苯二酚基团。该大分子在水泥浆体中分散时由于含有邻苯二酚基团，可有效增强减水剂分子对于机制砂的低表面能解理表面的粘附能力，使浆体可以增稠，减少泌水泌浆、有效提升混凝土拌合物的和易性能。另外，邻苯二酚基团由于可以和混凝土中的金属离子结合，其在砂石表面也可以形成较好的配位作用和氢键相互作用，因此可以有效的提升拌合物整体的均匀性及成型后制品的力学性能与耐久性。
(2)本发明中方法所制备的聚羧酸减水剂在分子链上引入了多羟基结构的γ-环糊精，不仅亲水性强，可以有效减少游离水的释放，能大大提高减水剂的保水性，而且具有一定的空间位阻作用，能进一步增强减水剂的分散性。
(3)本发明中方法所制备的聚羧酸减水剂引入了少量的交联单体，使所制备的聚羧酸减水剂分子呈微交联结构，能够有效锁住混凝土中的水分，进一步提高聚羧酸减水剂的保水性。
(4)本发明采用的酯化大单体合成聚羧酸减水剂，在水泥水化的碱性环境下，会水解出部分甲氧基聚乙二醇，可起到增稠保水的作用。
(5)本发明通过紫外灯光发射紫外光子，从而引发聚合反应，与常规的溶液聚合方法相比，具有产生自由基速度快，自由基在溶液中分布均匀，无需加热，分子量分布窄，成本较低的优点，操作简便，易于工业化生产，有广泛应用前景。
本发明的其他特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、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发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
下述实施例中，如无特别说明，份数均以重量份计。
实施例1
(1)咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体的制备：在常压条件下，将100份咖啡酸和50份γ-环糊精加入到反应器中，同时加入1.5份甲苯磺酸、0.75份N-亚硝基-N-苯基羟胺铝和15份石油醚，进行酯化反应，酯化反应温度为100℃，反应时间为9h，即得咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体。
(2)共聚反应：室温下，将1份咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体、1份双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐和适量水置于四口烧瓶中搅拌；将85份甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、20份丙烯酸和20份水混合得到单体混合水溶液；将5份安息香甲基醚与30份水混合得到引发剂水溶液；将1份3-巯基乙酸-2-甲基己酯与30份水混合得到链转移剂水溶液；将四口烧瓶置于紫外光下照射，紫外光的波长为350～600mm，照射强度为50～110W/m2，在3小时内分别滴加完上述单体混合水溶液、引发剂水溶液和链转移剂水溶液；滴加结束后，继续反应0.5小时后，得共聚产物；
(3)中和反应：将步骤(2)所得的共聚产物用适量氢氧化钠溶液中和至pH值为5～7，即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其含固量为30％。
实施例2
(1)共聚反应：室温下，将1.5份4-异丙基-4’-甲基二苯碘四(五氟苯基)硼酸盐和适量水置于四口烧瓶中搅拌；将75份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、16份甲基丙烯酸、3份二乙二醇二丙烯酸酯和20份水混合得到单体混合水溶液；将4份1-苯基-1,2-丙二酮-2-肟与30份水混合得到引发剂水溶液；将0.8份2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯与30份水混合得到链转移剂水溶液；将四口烧瓶置于紫外光下照射，紫外光的波长为350～600mm，照射强度为50～110W/m2，在2小时内分别滴加完上述单体混合水溶液、引发剂水溶液和链转移剂水溶液；滴加结束后，继续反应1小时后，得共聚产物；
(2)中和反应：将步骤(1)所得的共聚产物用适量氢氧化钠溶液中和至pH值为5～7，即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其含固量为40％。
实施例3
(1)咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体的制备：在常压条件下，将100份咖啡酸和200份γ-环糊精加入到反应器中，同时加入6份硫酸氢钠、4.5份N，N-二丁基二硫代氨基甲酸铜和54份甲苯，进行酯化反应，酯化反应温度为120℃，反应时间为6h，即得咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体。
(2)共聚反应：室温下，将4份咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体、2份环丙基二苯基锍四氟硼酸盐和适量水置于四口烧瓶中搅拌；将65份甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、12份丙烯酸、1份二乙二醇二丙烯酸酯和30份水混合得到单体混合水溶液；将2份安息香甲基醚与30份水混合得到引发剂水溶液；将0.6份3-巯基乙酸-2-甲基己酯与30份水混合得到链转移剂水溶液；将四口烧瓶置于紫外光下照射，紫外光的波长为350～600mm，照射强度为50～110W/m2，在1.5小时内分别滴加完上述单体混合水溶液、引发剂水溶液和链转移剂水溶液；滴加结束后，继续反应1.5小时后，得共聚产物；
(3)中和反应：将步骤(2)所得的共聚产物用适量氢氧化钠溶液中和至pH值为5～7，即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其含固量为45％。
实施例4
(1)咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体的制备：在常压条件下，将100份咖啡酸和250份γ-环糊精加入到反应器中，同时加入10.5份甲苯磺酸、7份N-亚硝基-N-苯基羟胺铝和70份石油醚，进行酯化反应，酯化反应温度为140℃，反应时间为4h，即得咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体。
(2)共聚反应：室温下，将5份咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体、3份二苯基碘鎓六氟磷酸盐和适量水置于四口烧瓶中搅拌；将55份甲氧基聚乙二醇马来酸酐酯、8份甲基丙烯酸、0.5份二乙二醇二丙烯酸酯和30份水混合得到单体混合水溶液；将1份自由基2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮与30份水混合得到引发剂水溶液；将0.4份4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸与30份水混合得到链转移剂水溶液；将四口烧瓶置于紫外光下照射，紫外光的波长为350～600mm，照射强度为50～110W/m2，在1小时内分别滴加完上述单体混合水溶液、引发剂水溶液和链转移剂水溶液；滴加结束后，继续反应2小时后，得共聚产物；
(3)中和反应：将步骤(2)所得的共聚产物用适量氢氧化钠溶液中和至pH值为5～7，即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其含固量为50％。
将实施例1～实施例4中的咖啡酸-γ-环糊精不饱和酯化单体及交联单体的用量均调整为0，并进行共聚和中和反应，制得的聚羧酸减水剂即为对比例1～对比例4。
需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
此外，若无特殊说明，所采用的原料也可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
将实施例1～实施例4合成得到的聚羧酸减水剂、对比例1～对比例5合成得到的聚羧酸减水剂与市售标准型高性能减水剂HPWR-S进行混凝土性能测定。
混凝土性能测定采用C30强度等级混凝土，胶凝材料总量为320kg/m3，所用水泥为P.0.42.5级保水性较差的某品牌水泥，粉煤灰为Ⅱ级灰，机制砂细度模数3.1，粗骨料为5mm～25mm的碎石。C30混凝土配合比为：水泥200kg/m3、粉煤灰60kg/m3、矿粉60kg/m3、机制砂790kg/m3、碎石1060kg/m3、水165kg/m3，减水剂的折固掺量在0.13％～0.18％。实验按照GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行拌和物的和易性描述试验，坍落度和泌水试验。所得结果如表1所示。
表1混凝土性能对比
样品 初始坍落度/mm 初始扩展度/mm 泌水率/％ 初始拌合物状态
实施例1 230 565 0.9 和易性良好，不泌水
实施例2 235 560 0.8 和易性良好，不泌水
实施例3 230 570 0.5 和易性良好，不泌水
实施例4 225 565 0.4 和易性良好，不泌水
对比例1 190 555 7.2 泌水离析，包裹性差
对比例2 195 545 6.3 泌水离析，包裹性差
对比例3 200 545 7.6 泌水离析，包裹性差
对比例4 200 560 8.4 泌水离析，包裹性差
HPWR-S 205 550 9.5 泌水离析，包裹性差
从表1可知，实施例1～实施例4所得聚羧酸减水剂拌制的机制砂混凝土初始拌合物均具有良好的混凝土和易性，不泌水，测试发现泌水率均小于1％，而对比例1～对比例4及市售产品拌制的机制砂混凝土初始均泌水离析，石子外露，包裹性差，泌水率较高，差异明显，说明采用本发明方法制备的聚羧酸减水剂，可以改善混凝土的和易性，具有优异的保水性能。
综上所述，本发明提供的酯类低泌水型聚羧酸减水剂通过合成一种咖啡酸-γ-环糊精不饱和单体，并与交联单体二乙二醇二丙烯酸酯一起引入到酯类聚羧酸减水剂中，其中咖啡酸具有高粘附能力的邻苯二酚基团，γ-环糊精具有亲水的多羟基基团，而交联单体使聚羧酸减水剂分子呈微交联结构，有效减少了游离水的释放，使制备的减水剂具有优异的保水性能，应用于砂石骨料品质较差的混凝土中，可有效锁住混凝土中的水份，使浆体增稠，减少泌水泌浆。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多地使用了诸如不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A、酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体、自由基聚合光引发剂B、链转移剂等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种不饱和酯化单体，其特征在于：主要由咖啡酸及γ-环糊精发生酯化反应而得；
咖啡酸和γ-环糊精的质量比为1:0.5～2.5。
2.根据权利要求1所述的不饱和酯化单体，其特征在于：其制备过程为：在常压条件下，将咖啡酸和γ-环糊精加入到反应器中，同时加入催化剂、阻聚剂和带水剂，在T℃下进行酯化反应，反应t1h，即得不饱和酯化单体。
3.根据权利要求2所述的不饱和酯化单体，其特征在于：所述咖啡酸和所述γ-环糊精的总质量为酸醇总质量，所述催化剂用量为酸醇总质量的1wt％～3wt％，所述阻聚剂的量为酸醇总质量的0.5wt％～2wt％，所述带水剂的量为酸醇总质量的10wt％～20wt％。
4.根据权利要求2所述的不饱和酯化单体，其特征在于：所述催化剂为甲苯磺酸、醋酸钠和硫酸氢钠中的一种或组合；所述阻聚剂为N-亚硝基-N-苯基羟胺铝、4-氧代-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶和N，N-二丁基二硫代氨基甲酸铜中的一种或组合；所述带水剂为石油醚、环己烷和甲苯中的一种或组合。
5.一种采用了如权利要求1～4任一项所述的不饱和酯化单体的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：包括酯类大单体、阳离子光引发剂A、不饱和一元羧酸、自由基聚合光引发剂B、链转移剂，以及所述不饱和酯化单体和交联单体中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A、酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体、自由基聚合光引发剂B及链转移剂的质量比为0～5:1～3:55～85:8～20:0～3:1～5:0.4～1。
7.根据权利要求5所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述酯类大单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和甲氧基聚乙二醇马来酸酐酯中的一种或组合。
8.根据权利要求5所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述阳离子光引发剂A为双(4-叔丁基苯)碘鎓六氟磷酸盐、4-异丙基-4’-甲基二苯碘四(五氟苯基)硼酸盐、环丙基二苯基锍四氟硼酸盐和二苯基碘鎓六氟磷酸盐中的一种或组合。
9.根据权利要求5所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述自由基聚合光引发剂B为安息香甲基醚、1-苯基-1,2-丙二酮-2-肟和2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮中的一种或组合。
10.一种制备如权利要求5～9任一项所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
将不饱和酯化单体、阳离子光引发剂A、酯类大单体、不饱和一元羧酸、交联单体、自由基聚合光引发剂B及链转移剂在紫外光照射下进行共聚得到共聚产物；然后将制得的共聚产物进行酸碱中和,即得所述的酯类低泌水型聚羧酸减水剂。
CN202111545656.8A 2021-12-16 2021-12-16 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法 Active CN114133467B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111545656.8A CN114133467B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111545656.8A CN114133467B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114133467A true CN114133467A (zh) 2022-03-04
CN114133467B CN114133467B (zh) 2023-04-18

Family

ID=80382664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111545656.8A Active CN114133467B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114133467B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115159928A (zh) * 2022-07-25 2022-10-11 贵阳中建西部建设有限公司 一种低碳绿色轻质混凝土骨料及其制备方法
CN116332625A (zh) * 2023-05-30 2023-06-27 江苏东玖光电科技有限公司 一种凝胶注模制备igzo旋转靶材的制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101475664A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 北京工业大学 用于预制构件的聚羧酸减水剂的制备方法
CN101905960A (zh) * 2010-07-30 2010-12-08 湖北鑫汇新材料科技有限公司 一种双长支链聚羧酸减水剂及其制备工艺
CN104327198A (zh) * 2014-05-15 2015-02-04 中国农业科学院原子能利用研究所 顺丁烯二酸β-环糊精酯及其制备方法
CN104861127A (zh) * 2015-04-10 2015-08-26 广州市建筑科学研究院有限公司 一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法及其应用
CN108948294A (zh) * 2018-07-04 2018-12-07 武汉源锦建材科技有限公司 一种含有环糊精侧基的抗泥缓释型保坍剂及其制备方法
CN109535339A (zh) * 2018-10-29 2019-03-29 广东科之杰新材料有限公司 一种高适应性超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法
CN109796561A (zh) * 2018-12-18 2019-05-24 贵州科之杰新材料有限公司 一种芳环类聚羧酸减水剂母液及其制备方法和应用
CN111560092A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 中建材料技术研究成都有限公司 一种酚醛改性耐泥聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112661914A (zh) * 2021-01-15 2021-04-16 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112708069A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 科之杰新材料集团有限公司 一种具有阻锈功能的酯类聚羧酸减水剂及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101475664A (zh) * 2009-01-16 2009-07-08 北京工业大学 用于预制构件的聚羧酸减水剂的制备方法
CN101905960A (zh) * 2010-07-30 2010-12-08 湖北鑫汇新材料科技有限公司 一种双长支链聚羧酸减水剂及其制备工艺
CN104327198A (zh) * 2014-05-15 2015-02-04 中国农业科学院原子能利用研究所 顺丁烯二酸β-环糊精酯及其制备方法
CN104861127A (zh) * 2015-04-10 2015-08-26 广州市建筑科学研究院有限公司 一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法及其应用
CN108948294A (zh) * 2018-07-04 2018-12-07 武汉源锦建材科技有限公司 一种含有环糊精侧基的抗泥缓释型保坍剂及其制备方法
CN109535339A (zh) * 2018-10-29 2019-03-29 广东科之杰新材料有限公司 一种高适应性超缓释型聚羧酸保坍剂及其制备方法
CN109796561A (zh) * 2018-12-18 2019-05-24 贵州科之杰新材料有限公司 一种芳环类聚羧酸减水剂母液及其制备方法和应用
CN111560092A (zh) * 2020-05-14 2020-08-21 中建材料技术研究成都有限公司 一种酚醛改性耐泥聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112708069A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 科之杰新材料集团有限公司 一种具有阻锈功能的酯类聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112661914A (zh) * 2021-01-15 2021-04-16 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种机制砂专用新型聚羧酸减水剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李悦 等: ""低泥土敏感性聚羧酸减水剂的制备"", 《材料导报》 *
陈小路: "MPEG系酯类分子结构与聚羧酸减水剂性能的构效关系", 《新型建筑材料》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115159928A (zh) * 2022-07-25 2022-10-11 贵阳中建西部建设有限公司 一种低碳绿色轻质混凝土骨料及其制备方法
CN116332625A (zh) * 2023-05-30 2023-06-27 江苏东玖光电科技有限公司 一种凝胶注模制备igzo旋转靶材的制备方法
CN116332625B (zh) * 2023-05-30 2023-08-18 江苏东玖光电科技有限公司 一种凝胶注模制备igzo旋转靶材的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114133467B (zh) 2023-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109312032B (zh) 一种掺量低敏感型聚羧酸的快速低温制备方法
US11548967B2 (en) Preparation method for polycarboxylate water reducer having regular sequence structure
CN114133467B (zh) 一种不饱和酯化单体、酯类低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112694574B (zh) 一种高抗泥高保坍聚羧酸减水剂及其制备方法
CN109627397B (zh) 一种改善水泥浆体流变特性的聚羧酸减水剂及其制备方法
CN101225148A (zh) 一种烯丙基聚醚型高性能减水剂的合成方法
CN105924592B (zh) 一种降粘型聚羧酸系减水剂及其制备方法
WO2010029117A2 (en) Dynamic copolymers for workability retention of cementitious composition
CN106519140A (zh) 一种延时释放和耐碱型聚羧酸保坍剂母料
CN107337769B (zh) 一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN111548459A (zh) 一种高保坍型聚羧酸减水剂的制备方法
JP2016515505A (ja) 急速懸濁性粉末状組成物
CN114292367B (zh) 一种机制砂混凝土用抗泥保水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN114195953B (zh) 一种低敏感高保水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112608424B (zh) 一种酯醚共聚低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法
Feng et al. Synthesis and performance evaluation of polycarboxylate dispersant for oil well cement
CN114456371B (zh) 一种酯化单体、适用于机制砂的低泌水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN108047390B (zh) 一种抗泥-减缩型聚羧酸减水剂的制备方法
CN114044856A (zh) 一种阻泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN112961272B (zh) 一种聚羧酸减水剂用吸附牺牲剂及其制备方法
CN115850599B (zh) 一种减胶型醚类聚羧酸减水剂及制备方法
CN114478937B (zh) 一种机制砂混凝土用保水型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN118206700A (zh) 一种油井水泥浆用分散剂及其制备方法与应用
CN109337013A (zh) 一种基于atrp法改性的环糊精共聚物陶瓷坯体增强剂
CN112708050A (zh) 一种混凝土减水剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant