[发明专利]一种缓凝型分散剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种缓凝型分散剂及其制备方法。所述缓凝型分散剂一种缓凝型分散剂是由一种体型聚合物中的部分胺基氢进行烷氧基化反应，剩余胺基氢与亚磷酸以及醛类单体发生曼尼希反应得到；所述体型聚合物是由多元胺与环氧氯丙烷依次进行开环与取代反应后获得，含有大量的未反应胺基氢；所述缓凝型分散剂除具备优异的减水性能外还具有极强的缓凝效果。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂制备领域，具体涉及一种缓凝型高效分散剂及其制备方法。

背景技术

水泥分散剂(减水剂)是现代混凝土中一种重要的组成部分，可以调控混凝土的流变性能、改善力学性能和提高耐久性等，为混凝土向高性能化方向发展提供了前提和保障。

随着中国经济的快速发展，建筑行业中各种针对性需求日益出现，对水泥分散剂技术也提出了更多新的要求。混凝土施工中往往对缓凝时间有一定的要求，比如在高温环境下或者混凝土需要长距离运输时，流动性损失会给施工带来很大的不便；又或者大体积混凝土浇筑时，也需要延长混凝土的凝结时间，避免因温度应力造成开裂。但是，目前主流的水泥分散剂本身的缓凝效果是比较弱的，必须通过与缓凝剂的复配来达到更好的缓凝效果，而依靠复配技术能解决问题的程度是有限的，往往会降低原有的减水性能，且额外加入的缓凝剂也增加了成本。此外，复配缓凝剂的减水剂溶液还可能出现分层、沉淀、腐败、发臭等问题，稳定性堪忧。

针对以上问题，通过分子设计的理念直接制备具有缓凝功能的分散剂是目前学术界的发展趋势。

专利CN102153711B公开了一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，创新之处在于将具有缓凝功能的β-环糊精侧链引入到聚羧酸分子骨架中，制备的减水剂具有缓凝性能、微引气性能及更好的流动性能，但制备工艺复杂，实用性不强，仅仅停留在实验室净浆测试水平。

专利CN201110098067.X采用烯丙基聚乙二醇、丙烯酸甲酯、马来酸酐、木质素磺酸钠、蔗糖脂肪酸酯，在过硫酸铵的作用下直接合成具有缓凝效果的减水剂。但木质素磺酸钠、蔗糖脂肪酸酯的反应活性较低，该方法仍然相当于复配。专利CN201010576923.3将烯丙基磺酸盐类单体、丙烯酸类单体、甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯大单体和马来酸酐接枝β–环糊精大单体通过自由基共聚反应得到一种缓凝型聚羧酸减水剂。该方法的制备过程中大量使用环己烷、N,N-二甲基甲酰胺等有机溶剂，对环境不够友好，反应工艺也较复杂。

专利US5879445公开了一种小分子减水剂，采用单链的氨基聚醚，对末端进行一步曼尼希反应，引入亚磷酸官能团，具有减水、缓凝效果，但是原料需要采用价格昂贵的氨基聚醚，从原料成本考虑，可工业化的操作性不强，市场至今未见相关产品。

发明内容

针对现有减水剂存在不能兼顾减水和缓凝的问题，本发明克服现有技术缺陷，提供一种缓凝型分散剂及其制备方法。

所述的缓凝型分散剂的主体框架为体型聚合物，是由多元胺与环氧氯丙烷依次进行开环与取代反应后获得。

所述多元胺，包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、环己二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、多乙烯多胺、聚乙烯亚胺等多元胺单体中的一种。

所述环氧氯丙烷与多元胺单体的摩尔比为(0.5～2)：1，优选摩尔比为1:1。

所述体型聚合物的结构简式如(I)的示意结构，此结构所用的多元胺为乙二胺。

所述体型聚合物的制备方法为：温度不超过50℃下，将环氧氯丙烷与多元胺单体先发生开环反应，之后加入水，升温80～110℃之间，反应2h～10h，即得到所述体型聚合物；加入的水量与多元胺单体的质量比为(3～8)：1。