[发明专利]一种含β-环糊精的聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含β‑环糊精的聚羧酸减水剂及其制备方法，是将丙烯酰氯和间硝基苯酚混合，搅拌反应，得到丙烯酸间硝基苯酚酯；然后将β‑CD加入到丙烯酸间硝基苯酚酯中，搅拌反应，得到改性β‑CD单体；再将改性β‑CD单体、丙烯酸、聚醚类大单体、引发剂混合，加热反应，得到含β‑环糊精的聚羧酸减水剂。本发明不添加任何有机溶剂，生产工艺简单，后处理操作简单，安全无毒，生产成本低。

技术领域

本发明涉及减水剂领域，特别涉及一种含β-环糊精的聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

β-环糊精(β-CD)是由7个葡萄糖基单元以β-1,4糖苷键结合而成的中空环状低聚糖化合物。β-CD的表面有许多亲水的羟基，使其具有良好的稳定性；结构内部是一个空腔，能够引入适量的气体使其具有微孔结构，很好的改善了混凝土耐久性和强度，而且可释放出包裹在空腔内的自由水，从而改善水泥浆体的流动性。β-CD结构独特，原料来源广泛且安全无毒，使其在聚羧酸减水剂领域具有良好的应用前景。

聚羧酸系高性能减水剂是一种分子结构为梳型、包含羧基的接枝共聚物表面活性剂，主要包括:碳-碳主链、强极性基团短侧链以及聚醚类长侧链。短侧链亲水性基团极性越强，密度越高，在水泥颗粒表面的锚固作用就会越强，起到缓凝作用；主链起到增加空间位阻，防止水分子渗透和调节表面活性的作用；长侧链增强减水剂的分散性和分散保持性。因此，可根据聚羧酸减水剂分子结构特点，设计出性能优异的聚羧酸减水剂。

跟传统的萘系、脂肪族和氨基磺酸盐减水剂相比，聚羧酸减水剂呈现出了较为优异的性能，但其在应用过程中存在的一些问题，如在混凝土工程应用中存在着易泌水、离析、对砂石含泥量要求高以及混凝土后期强度及耐久性的增加比预期低等问题，阻碍了聚羧酸减水剂的进一步推广和使用。为了解决聚羧酸减水剂与水泥相容性差的问题，中国专利一种含β-CD保水型聚羧酸系减水剂的制备方法(CN102229479A)涉及马来酸酐-β-CD、烯丙基聚乙二醇、木质素、丙烯酸，得到优异保水性和高保坍性的聚羧酸减水剂；但是该方法使用有机溶剂，不利于环保。但是单纯的β-CD存在溶解性不好的缺点，需要先对其进行改性，目前通过高活性小分子反应物改性β-CD制备聚羧酸减水剂尚未有公开报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种高分散性、高流动性的含β-环糊精的聚羧酸减水剂及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种含β-环糊精的聚羧酸减水剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)将丙烯酰氯和间硝基苯酚混合，搅拌反应，得到丙烯酸间硝基苯酚酯；然后将β-CD加入到丙烯酸间硝基苯酚酯中，搅拌反应，得到改性β-CD单体；

(2)将改性β-CD单体、丙烯酸、聚醚类大单体、引发剂混合，加热反应，得到含β-环糊精的聚羧酸减水剂。

步骤(1)中，丙烯酰氯为10～40质量份，间硝基苯酚为10～50质量份，β-CD为100质量份。

步骤(1)中，所述反应的温度为室温，反应的时间为3～8h。所述搅拌的速率为100～300r/min。

步骤(2)中，聚醚类大单体为100质量份，丙烯酸为2～40质量份，改性β-CD单体为2～50质量份，引发剂为0.1～20质量份。

步骤(2)中，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过氧化氢、过氧化氢/维生素C。

步骤(2)中，所述加热反应的温度为60～120℃，反应的时间为5～15h。

步骤(2)中，所述的聚醚类大单体为TPEG-1000、TPEG-2400、APEG-1200或APEG-2400。

步骤(2)中，反应结束后，用30Wt％NaOH的溶液将反应体系的pH调至6～8。