【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種水泥混凝土用外加劑的，特別涉及到通過先取代反應再接枝共聚反應的方法合成溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法。
技術介紹
1、溫升抑制劑可以顯著控制水泥水化，減小混凝土溫度梯度，能從源頭上降低混凝土溫度收縮開裂風險。目前，溫升抑制劑多由富含羥基的多糖構成，如淀粉、山梨醇等線形結構。因此其僅具有單一的溫升抑制效果。然而，溫升抑制劑對水泥成分和其他外加劑都很敏感，沒有其他分散劑的輔助作用，很難均勻的分散于混凝土漿體中，阻礙其在實際工程中的應用。
2、分子結構設計方法在混凝土外加劑領域應用的越來越廣泛，為我們設計合成理想結構的分子結構提供了理論指導。我們基于最常用的混凝土分散劑-聚羧酸減水劑(pce)的梳形結構，將具有溫升抑制效果的線形結構引入pce分子結構開發(fā)同時具有減水分散和溫升抑制效果的溫升抑制型pce。此方法合成的溫升抑制型聚羧酸減水劑不僅具有傳統(tǒng)聚羧酸減水劑的各種性能，同時還具溫升抑制劑的性能，原料多樣化、方法簡單可控，有著很廣闊的應用價值，是潛在解決混凝土溫度裂縫的可行途徑。
3、專利cn115490453a報道了一種緩釋型混凝土水化溫升抑制劑的制備方法。該水化溫升抑制劑是由殼聚糖/海藻酸鹽/丙烯酸類共聚物復合凝膠以及包覆于其中的緩凝劑組成的。這種水化溫升抑制劑通過緩慢釋放被包覆的緩凝劑組分，使水泥水化前期水相中緩凝組分含量較少，初凝時間縮短，當水泥水化到一定程度時繼續(xù)釋放緩凝劑組分，減緩水化速率，從而達到降低水化溫升即調控的目的。該水化溫升抑制劑在水泥環(huán)境中應用，早期水泥水化處于堿性和
4、專利cn110963739a報道了一種星形兩性聚羧酸減水劑及其制備方法。該專利技術以其由端糖(醇)基聚醚、醇胺類化合物及含氟助劑組成，適用于水泥凈漿、砂漿和混凝土，尤其是抗裂混凝土。本專利技術公開的混凝土水化溫升抑制劑具有完全水溶性，使用方便，能降低水泥水化放熱速率，降低混凝土開裂風險。但是該專利技術依然面臨與其他外加劑相容性的問題，容易引起產物的性能不穩(wěn)定。
5、專利cn113121149a報道了一種水泥水化溫升抑制劑及其制備方法和應用。該專利技術包括以下質量百分比的各組分：水化溫升抑制組分30～70％，早強組分20～50％，有機酸10～40％；所述水化溫升抑制組分為淀粉衍生物，所述早強組分包括醋酸鹽、硫氰酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、苯甲酸鹽中的至少一種。本專利技術通過水化溫升抑制組分、早強組分、有機酸三者之間的協(xié)同作用，在不影響其水化溫升抑制效果的基礎上，不僅顯著減少了水化溫升抑制組分的緩凝，并且對水泥凈漿、砂漿和混凝土的工作狀態(tài)無負面影響。但是該溫升抑制劑采用多組分復配，且僅具有溫升抑制效果，無法保證無其他外加劑條件下在水泥環(huán)境應用時性能的穩(wěn)定性。
6、上述專利技術合成的溫升抑制劑已經具備良好的溫升抑制效果和混凝土抗裂性能。然而，上述專利技術所述溫升抑制劑由于不具有減水分散效果，仍需pce等其他外加劑輔助，且上述合成方法均有一定程度的不足之處，研究者均采用復配的方法，沒有真正實現(xiàn)結構創(chuàng)新，嚴重限制了溫升抑制劑在水泥混凝土外加劑領域的推廣應用。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術公開了溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，該溫升抑制型聚羧酸減水劑以羧甲基殼聚糖為原料，與不飽和氯代物進行取代反應，得到大分子鏈末端為雙鍵的羧甲基殼聚糖大單體，以此大單體與羧酸類小單體和脂肪酸乙烯酯單體進行共聚合反應制得溫升抑制型聚羧酸減水劑。本專利技術所制備的溫升抑制型聚羧酸減水劑表現(xiàn)出良好水泥分散及其保持、明顯降低水泥漿峰值溫度且能提高混凝土后期強度的優(yōu)點，工藝簡單、過程可控、節(jié)能環(huán)保。另外，所合成的溫升抑制型聚羧酸減水劑質量穩(wěn)定性好、較強的水泥適應性及相容性和顯著的抑菌性，具有較好的應用潛力及發(fā)展前景。
2、溫升抑制型聚羧酸減水劑的合成，其特征在于，通過先取代反應后共聚合的方法制備溫升抑制型聚羧酸減水劑的條件和步驟如下：
3、(1)取代反應：將羧甲基殼聚糖溶于水中，攪拌并升溫至30-80℃，加入無機堿，反應0.5-5小時，再依次加入不飽和氯代物和相轉移催化劑，反應1-12小時，脫鹽并減壓蒸餾脫去溶劑后即得帶有雙鍵的羧甲基殼聚糖大單體；
4、(2)共聚合反應：將步驟(1)中得到的大單體溶于溶劑水中，加入鏈轉移劑，攪拌并升溫到50-90℃，加入羧酸類小單體，再滴加質量分數(shù)為5-20％的引發(fā)劑水溶液1-5小時，滴加結束后繼續(xù)恒溫反應1-5小時，冷卻至25-40℃，加水水稀釋即得到所需濃度的溫升抑制型聚羧酸減水劑溶液；
5、其中，步驟(1)所述的羧甲基殼聚糖分子量為1000-10000g/mol；步驟(1)所述的水用量與羧甲基殼聚糖的質量比為2-10:1；步驟(1)所述的羧甲基殼聚糖用量與含鹵素不飽和單體的摩爾比為1-5:1；步驟(1)所述的無機堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉，用量與羧甲基殼聚糖的摩爾比為2-10:1步驟(1)中所述的含鹵素不飽和單體為(甲基)烯丙基氯、1-氯-2-甲基-1-丙烯、1-氯3-甲基-2丁烯、2-氯丙烯酸乙酯、2-氯-3-甲基丁烯酸甲酯；相轉移催化劑為四丁基溴化磷、四丁基溴化銨、四乙基碘化銨、芐基三甲基氯化銨、芐基三乙基氯化銨或四丁基硫酸氫銨，用量與羧甲基殼聚糖的摩爾比為0.01-0.05:1；
6、步驟(2)中所述的溶劑水用量與步驟(1)中所得到的大單體質量比為0.8-1.2:1；步驟(2)中所述的鏈轉移劑為巰基乙酸、巰基丙酸或甲基丙烯磺酸鈉，用量與步驟(1)中所得到的大單體摩爾比為0.05-0.3:1；步驟(2)中所述的羧酸類小單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、富馬酸、(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種，用量與步驟(1)中得到的大單體摩爾比為3-10:1；步驟(2)中所述的引發(fā)劑水溶液溶質為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉或雙氧水，溶質用量與步驟(1)中所得到的大單體摩爾比為0.05-0.3:1。
7、本專利技術方法與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：
8、1.以高分子結構設計理論為指導，采用取代反應合成方法，合成端基不飽和羧甲基殼聚糖大單體，再自由基聚合得到溫升抑制型聚羧酸減水劑，這是區(qū)別于聚醚側鏈，趨向向大單體結構多元化、多功能化的獨特設計，是在梳形混凝土外加劑分子結構方向上的創(chuàng)新和突破，對混凝土外加劑的結構創(chuàng)新-性能變革具有較強的理論指導意義。
9、2.本專利技術方法以取代反應合成方法，避免了傳統(tǒng)聚醚大單體的環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合的特殊催化劑、高溫高壓、原料單一的弊端，利用取代反應實現(xiàn)天然聚合物官能化改性，合成聚合物分子量可控、副反應少。不僅擴充了傳統(tǒng)大單體的種類，而且提供了可控合本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權利要求1所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中所述的羧甲基殼聚糖分子量為1000-10000g/mol；無機堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉；含鹵素不飽和單體為（甲基）烯丙基氯、1-氯-2-甲基-1-丙烯、1-氯3-甲基-2丁烯、2-氯丙烯酸乙酯、2-氯-3-甲基丁烯酸甲酯；相轉移催化劑為四丁基溴化磷、四丁基溴化銨、四乙基碘化銨、芐基三甲基氯化銨、芐基三乙基氯化銨或四丁基硫酸氫銨。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中水與羧甲基殼聚糖大單體的質量比為2-10:1；羧甲基殼聚糖與含鹵素不飽和單體的摩爾比為1-5:1；無機堿與羧甲基殼聚糖的摩爾比為2-10:1；含鹵素不飽和單體與羧甲基殼聚糖的摩爾比為0.01-0.05:1。
4.根據(jù)權利要求1所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中所述的鏈轉移劑為巰基乙酸、巰基丙酸或甲基丙烯磺酸鈉；羧酸類小單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、
5.根據(jù)權利要求1或4所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中所述的水與羧甲基殼聚糖大單體的質量比為0.8-1.2:1；鏈轉移劑與羧甲基殼聚糖大單體的摩爾比為0.05-0.3:1；羧酸類小單體與羧甲基殼聚糖大單體的摩爾比為3-10:1；引發(fā)劑與羧甲基殼聚糖大單體的摩爾比為0.05-0.3:1。
...【技術特征摘要】
1.溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權利要求1所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中所述的羧甲基殼聚糖分子量為1000-10000g/mol；無機堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉；含鹵素不飽和單體為（甲基）烯丙基氯、1-氯-2-甲基-1-丙烯、1-氯3-甲基-2丁烯、2-氯丙烯酸乙酯、2-氯-3-甲基丁烯酸甲酯；相轉移催化劑為四丁基溴化磷、四丁基溴化銨、四乙基碘化銨、芐基三甲基氯化銨、芐基三乙基氯化銨或四丁基硫酸氫銨。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的溫升抑制型聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中水與羧甲基殼聚糖大單體的質量比為2-10:1；羧甲基殼聚糖與含鹵素不飽和單體的摩爾比為1-5:1；無機堿與羧甲基殼聚糖的摩爾比為2-10:1；含...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：管佳男，劉少靜，徐云博，程博，黃克寧，皇民，陳慶豐，張庚森，
申請(專利權)人：河南工程學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。