[发明专利]一种高效混凝土稳泡剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效混凝土稳泡剂及其制备方法，所述高效稳泡剂由多元醇通过酯化反应形成酯键连接两亲性侧链，所述两亲性侧链有3‑7条；所述两亲性侧链一端为疏水链段，一端为亲水单元；其中疏水链段为8~14个碳的烷基链（R），亲水单元为2~10个环氧乙烷单元。所述高效混凝土稳泡剂是一种多链型表面活性剂，所述多链型表面活性剂在碱性条件下水解释放出引气型表面活性剂。本发明所述高效混凝土稳泡剂具有优异的稳定混凝土含气量的效果，同时使硬化混凝土具有较优的气孔结构，并且不会对混凝土的硬化强度产生较大的影响。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种高效混凝土稳泡剂及其制备方法。

背景技术

现代水泥和混凝土的成分复杂多样，由于盐离子及吸附作用的影响，引气剂在混凝土中引气越来越困难，引入的气泡容易破裂且大小不均匀，影响了混凝土硬化后的抗冻融、强度及耐久性等性能。因此，在实际工程中通常掺入一定的混凝土稳泡剂以达到施工要求的含气量。

传统的较为常见的稳泡剂分子主要有聚丙烯酰胺、淀粉和纤维素等大分子物质，此类物质是通过提高粘度稳定气泡原理，这在混凝土中会严重影响混凝土流动性；另外就是非离子型的表面活性剂，传统的非离子表面活性剂为单链结构，一端为疏水链段，一端为亲水基团，但是分子中的亲水离子基团之间容易出现电荷排斥，影响分子在气液界面的紧密排列，使分子之间的间距增大，这限制了他们的表面活性，影响了稳泡剂的作用效果。

目前现阶段对混凝土稳泡剂的研究分为两个方向，首先是合成方向专利直接改善引气剂结构，主要专注于初始引气性能好，但是经过一段时间后的混凝土的含气量损失较大；而另一方向为复配方法，但是复配其他组分的外加剂在改善引气和稳泡性能的同时也会破坏组分之间的稳定性，影响混凝土的硬化强度。

发明内容

为解决现有引气剂泡沫损失快的缺陷，本发明提供一种高效混凝土稳泡剂及其制备方法，所述高效混凝土稳泡剂是一种多链型表面活性剂，所述多链型表面活性剂初始没有引气功能，在碱性条件下水解释放出引气型表面活性剂。本发明所述高效混凝土稳泡剂具有优异的稳定混凝土含气量的效果，同时使硬化混凝土具有较优的气孔结构，并且不会对混凝土的硬化强度产生较大的影响。

本发明所述的高效稳泡剂由多元醇通过酯化反应形成酯键连接两亲性侧链，所述两亲性侧链有3-7条；所述两亲性侧链一端为疏水链段，一端为亲水单元；其中疏水链段为8～14个碳的烷基链(R)，亲水单元为2～10个环氧乙烷单元。

所述多元醇为丙三醇、丁四醇、戊五醇、己六醇、庚七醇的任意一种。

所述烷基链为辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基中的任意一种。

本发明所述高效稳泡剂在碱性条件下水解为2～7个引气剂分子，此引气剂分子含有8～14个碳的烷基疏水链(R)，2～10个环氧乙烷单元和羧酸基团的亲水单元，起到提高引气剂浓度的效果，达到高效稳定混凝土含气量的性能指标。

所述高效稳泡剂由烷基醇与环氧乙烷单元聚合，之后氧化其环氧乙烷单元末端，使其末端成为羧酸基团，再与多元醇反应，获得所述高效稳泡剂；

所述烷基醇为辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十三醇、十四醇中的任意一种。

本发明提供了一种多链型表面活性剂，其结构通式如所示：

其中，R为8～14个碳原子的烷基，m为1～5的整数，n为2～10的整数。

本发明所述高效混凝土稳泡剂的制备方法，首先在催化剂Ⅰ的作用下使烷基醇与环氧单元反应生成中间体A，再通过强氧化剂氧化中间体A得到中间体B，中间体B随即在催化剂Ⅱ的作用下与多元醇反应生成产物C。所述多元醇中的羟基与烷基醇的摩尔比为1：(1.05～1.50)。