[发明专利]一种超支化减缩剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种超支化减缩剂的制备方法，首先以二乙醇胺和丙烯酸甲酯为原料，制备了前驱单体N，N‑二羟乙基‑3‑胺基丙烯酸甲酯，其次以三羟甲基丙烷为反应中心核，采用有核准一步法合成端羟基超支化聚(胺‑酯)(HPAE)；然后利用丁二酸酐和聚氧乙烯烷基醚合成小分子减缩剂SRA；最后利用小分子减缩剂SRA对HPAE进行端基改性，得到了超支化减缩剂HPAE‑SRA。本发明将小分子减缩剂SRA成功地接枝到了HPAE分子表面，所得的HPAE‑SRA可以大幅降低水泥的收缩性能，3d和28d的砂浆减缩率分别为48.8％和36.6％；减缩剂的掺入对抗压强度影响较小，对抗折强度是有利的。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种超支化减缩剂的制备方法。

背景技术

混凝土在凝结硬化过程中的收缩开裂，会导致混凝土产生冻胀、钢筋锈蚀等问题，影响混凝土构件的承载力、刚度，减少混凝土的收缩开裂是水泥和混凝土行业亟需解决的技术难题。添加减缩剂是解决该问题的最有效的办法之一，减缩剂主要通过降低混凝土中毛细管的水的表面张力，来减少收缩裂缝。目前，使用的减缩剂主要有醇类和醚类，醇类沸点较低，易挥发、易燃，掺量大、成本高，在工程中使用不方便，醚类主要是乙二醇醚、聚氧乙烯烷基醚效果好于醇类，但大部分醚易挥发，有刺激性气味，对人体健康有危害。同时减缩剂会降低混凝土的强度，这对减缩剂的应用推广有一定影响。

超支化聚合物的空间结构呈球形，具有低粘度、链不易缠结、良好的溶解性、分子表成含有大量活性官能团等独特的优点，其合成简单，不需多步提纯和分离。基于此，将具有减缩基团的小分子接枝到超支化聚合物的表面，使得超支化减缩剂具有较大的分子质量，克服了小分子减缩剂易挥发、易燃等缺点；其三维空间结构和低黏度使减缩剂具有较大空间位阻，在混凝土中具有较好的分散性，减小了水泥对减缩剂的吸附，克服了直链减缩剂的不足；接枝后的减缩剂是非离子型表面活性剂，易溶于水，降低了混凝土中毛细管中碱溶液的表面张力，有效好的减缩性；而且超支化聚合物与其他外加剂有较好的相容性。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种超支化减缩剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种超支化减缩剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、在接有冷凝管的250mL三口烧瓶中加入10.5g二乙醇胺和10mL无水甲醇，在室温、氮气保护和磁力搅拌的条件下缓慢滴加8.6g丙烯酸甲酯，待丙烯酸甲酯滴加完，继续搅拌30min后缓慢升温至40℃，恒温4h，抽真空30min内除去甲醇，得无色透明液体，即得到N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体；

S2、采用有核准一步法，在250mL三口烧瓶中加入1.13g的三羟甲基丙烷、4.82g的N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯和0.04g的对甲苯磺酸，升温至120℃，氮气保护下机械搅拌2.5h，反应完全后抽真空1h至无气泡鼓出，得一种浅黄色油状液体，即为第一代羟端基超支化聚(胺-酯)；在反应体系中加入9.62g的N，N-二羟乙基-3-氨基丙酸甲酯单体和0.08g的对甲苯磺酸，在120℃、氮气保护和机械搅拌的条件下反应2.5h后抽真空(30mmHg)1h至无气泡鼓出，得到一种橙黄色油状液体，即为二代羟端基超支化聚(胺-酯)；重复上述步骤可获得不同代数的羟端基超支化聚(胺-酯)；

S3、在三口瓶中加入10.0g的丁二酸酐和适量DMAC，向溶液中加入16.3g聚氧乙烯烷基醚和0.08g催化剂DMAP，在70℃反应4小时，生成含有端羧基的小分子减缩剂；