[发明专利]一种防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的制备方法，包括如下步骤：①特种单体中间体的制备；②特种单体的制备；③防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的合成。本发明制备方法是以柠康酸酐为起始剂，与环氧丁烷开环聚合生成柠康酸酐聚丁二醇酯特种单体中间体，再将特种单体中间体末端接枝醇胺，制得醇胺封端的特种单体，后采用该特种单体与丙烯酸、羧酸酯、聚醚大单体合成出防锈型缓释聚羧酸超塑化剂。

技术领域

本发明属于聚羧酸超塑化剂合成技术领域，具体涉及一种防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的制备方法。

背景技术

在我国混凝土行业迅速发展和城乡一体化进程不断加快的大背景下，混凝土材料本身性能正朝着高耐久、高强度、强适应性的方向发展。聚羧酸超塑化剂作为已广泛应用于混凝土材料中的外加剂，它的功能性也是决定混凝土材料性能的重要因素之一。

目前研究发现，硫酸盐、氯盐的侵蚀会导致钢筋混凝土结构出现膨胀开裂、钢筋锈蚀、强度损失等问题。特别是钢筋锈蚀会严重降低建筑物的使用寿命。常见的混凝土防锈缓蚀措施主要有三种：①适当降低水胶比，提高混凝土强度等级；②使用高效抗硫酸盐水泥；③使用防锈缓蚀涂料涂抹于混凝土结构表面。然而，这三种防锈缓蚀措施存在各自的缺点：措施①提高了工程的造价；措施②中抗硫酸盐水泥生产厂家较少；措施③施工难度大、涂层易脱落。另一方面，现有聚羧酸超塑化剂在添加含泥量较高、级配较差骨料的混凝土中时，依旧存在混凝土坍落度与扩展度损失过快，高温、干燥、长距离运输等条件下混凝土流动性能较差，现场施工困难等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的制备方法，采用该种方法制备的防锈型缓释聚羧酸超塑化剂，能够有效克服现有聚羧酸超塑化剂诸多不足之处。

本发明采用的技术方案为：该制备方法包括如下步骤：

①特种单体中间体的制备：将柠康酸酐预热熔化后加入反应釜内，再加入适量碱金属类催化剂和助催化剂穴醚[2,2,2]；封釜氮气氛下置换3～4次；加热反应釜维持温度在125～130℃，通入适量环氧丁烷，保持釜内压力不高于0.05MPa初步引发反应，环氧丁烷引发量为总进料量的3％～6％；待反应完全引发后继续加热，控制釜温在130～135℃，控制釜压力不高于0.07MPa，将剩余环氧丁烷原料进完，待进料完毕后老化2h；老化后再经脱气、中和制得特种单体中间体。

②特种单体的制备：将特种单体中间体加入反应釜内，并加入Lewis酸催化剂；封釜利用氮气氛置换3～4次，保持釜温在50～60℃，滴加环氧氯丙烷与底料发生开环反应2～4h；待反应完全后在氮气保护下，加入醇胺维持温度60～70℃反应3～5h，得特种单体。

③防锈型缓释聚羧酸超塑化剂的合成：将聚醚大单体、去离子水依次加入容器中搅拌至溶解；甲料的配置：取一定量特种单体、丙烯酸、羧酸酯溶解于去离子水中；乙料的配置：取一定量的巯基乙醇、硫酸亚铁于去离子水中溶解；在容器中加入一定量的叔丁基过氧化氢，搅拌2～4min后，开始同时滴加甲、乙料；甲、乙料滴加时间为1～2h，滴加完毕后保持温度反应1～2h；待反应完全后冷却，再向瓶内加入20％氢氧化钾溶液溶液将pH调节至中性，得到防锈型缓释聚羧酸超塑化剂。

步骤①中碱金属类催化剂为金属钠、氧化钠、过氧化钠、氢化钠、氢氧化钠中的一种或多种，其用量为总投料量的0.5‰～2‰；助催化剂穴醚[2,2,2]的用量为总投料量的1‰～4‰。

上述步骤①柠康酸酐与环氧丁烷的质量比为1:2～4，优选为1:2～3。

上述步骤①中脱气时间为30～100min，温度为80～110℃，优选脱气时间为40～75min，温度为90～105℃。

上述步骤①中中和时间为10～60min，温度为60～85℃，优选中和时间为25～45min，温度为65～80℃。

上述步骤①中中和所用酸为枸橼酸、草酸、羟基乙酸、冰乙酸、氨基磺酸的一种或多种，中和后体系pH为5.5～7.0。