氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法，通過氨基酸與不飽和醇反應(yīng)得到值化產(chǎn)物后，與不飽和羧酸類物質(zhì)、不飽和聚醚反應(yīng)制備得到，本發(fā)明在聚羧酸減水劑中加入氨基酸酯化產(chǎn)物單體單元后，并不影響混凝土的初始流動度，而且具有更好的緩凝保塑性能。
【專利說明】氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高性能混凝土減水劑，尤其涉及一種緩釋型聚羧酸減水劑。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土減水劑(又稱超塑化劑，Superplasticizer)是指在混凝土和易性、水泥用量不變的條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強(qiáng)度的外加劑；減水劑通過表面活性作用、絡(luò)合作用、靜電排斥力或立體排斥力等來阻礙或破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，從而在能夠在節(jié)約水泥用量的同時，保證混凝土和易性及強(qiáng)度。
[0003]傳統(tǒng)的減水劑，按照組成材料可分為木質(zhì)素磺酸類、多環(huán)芳香族鹽類和水溶性樹脂磺酸類，如專利CN101665337A公開了一種利用木質(zhì)素磺酸鹽改性脂肪族高效減水劑；專利CN101007719A公開了一種多環(huán)芳烴磺酸鹽聚合物混凝土減水劑；專利CN101575186A公開了一種脂肪族混凝土減水劑和專利CN101723615A公開的氨基磺酸混凝土減水劑等等。其中，傳統(tǒng)的高效減水劑主要產(chǎn)品有萘磺酸鹽甲醛縮合物(NSF)和三聚氰銨磺酸鹽甲醛縮合物(MSF)，雖然該類產(chǎn)品減水率較高，但混凝土塌落度損失快，耐久性較差而不能達(dá)到制備聞性能和超聞性能混凝土的目的。
[0004]聚羧酸減水劑是繼第一代木質(zhì)磺酸鹽類減水劑、第二代萘系減水劑后的第三代混凝土外加劑，最早見于日本觸媒公司的專利中，因其優(yōu)異的性能很快得到推廣，特別是在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用廣泛，例如，在日本，聚羧酸減水劑的使用量已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)萘系減水劑，并不斷有各種特殊性能的聚羧酸減水劑推出，如早強(qiáng)型減水劑，緩凝型減水劑，緩釋型減水劑等。
[0005]聚羧酸減水劑一般可分為醚類減水劑和酯類減水劑兩種。醚類減水劑通常為聚羧酸類原料(如丙烯酸，甲基丙 烯酸，馬來酸酐等)與特定分子量具有反應(yīng)活性雙鍵的聚乙二醇類聚合物直接通過聚合反應(yīng)制備；該類減水劑生產(chǎn)過程簡便，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，是目前主要聚羧酸減水劑的合成方法。酯類減水劑首先將羧酸與特定分子量乙二醇類化合物(聚乙二醇，聚乙二醇單甲基醚)進(jìn)行酯化反應(yīng)，再以酯化產(chǎn)物為原料與羧酸化合物反應(yīng)制備聚羧酸減水劑。酯類減水劑生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，酯化產(chǎn)物穩(wěn)定性不及聚醚化合物，但通過酯化反應(yīng)可以通過分子設(shè)計在聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中引入多種結(jié)構(gòu)，從而使減水劑具有特定性倉泛。
[0006]國內(nèi)聚羧酸減水劑的發(fā)展較晚，一些普通工程仍然大量使用萘系減水劑和木質(zhì)磺酸鹽類減水劑。但近年來，隨著國內(nèi)一系列政策的出臺，如2005年鐵道部《客運(yùn)專線混凝土外加劑暫行條例》的出臺，明確高速鐵路建設(shè)必須使用聚羧酸高性能減水劑。此外，近年來國內(nèi)民用、商業(yè)建筑普遍使用框架結(jié)構(gòu)，建筑物高度不斷提高，中國已經(jīng)成為高層建筑、超高層建筑發(fā)展最迅速的國家，大量應(yīng)用泵送混凝土施工作業(yè)，對高強(qiáng)度混凝土(C50-C100)和超高強(qiáng)混凝土(C100-C150)的需求量逐年增加。傳統(tǒng)萘系減水劑以及簡單的復(fù)配技術(shù)已經(jīng)無法滿足國標(biāo)要求和泵送整體澆筑施工需要，聚羧酸類減水劑的用量增長迅速，在外加劑總量的份額不斷增大。
[0007]水泥是一種膠結(jié)劑，水化過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而硬化，該過程是不可逆過程，因此，在運(yùn)輸過程中保持拌合混凝土的流動性非常重要。但是高效的緩凝型聚羧酸減水劑在工程應(yīng)用中需求量很大，并且隨著城市規(guī)模擴(kuò)大和環(huán)保要求，大型商品混凝土攪拌站大多設(shè)置在郊區(qū)，將混凝土拌合后運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，運(yùn)輸時間往往較長，這就要求混凝土拌合后在較長時間要保持緩凝狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對目前聚羧酸減水劑緩釋性能要求的提高，本申請?zhí)峁┝艘环N氨基酸酯化合物、以及由所述氨基酸酯化合物改性的聚羧酸減水劑。
[0009]本發(fā)明第一個方面是提供一種氨基酸酯化合物，所述氨基酸酯化合物具有結(jié)構(gòu)式(I)所示的結(jié)構(gòu)，
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種氨基酸酯化合物，所述氨基酸酯化合物具有結(jié)構(gòu)式(I)所示的結(jié)構(gòu)，
2.一種氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑，所述氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑具有結(jié)構(gòu)式(II)所示的結(jié)構(gòu):
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，b:(a+d) = (3-5):1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，a:d=l:(0.2-0.5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，所述氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑的數(shù)均分子量為1000-100000。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，所述R基團(tuán)中含有至少一個雜環(huán)、苯環(huán)、羧基中的任意一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R結(jié)構(gòu)式(III)所述基團(tuán):
8.根據(jù)權(quán)利要求6中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R結(jié)構(gòu)式（III-1)所 述基團(tuán)：
9.根據(jù)權(quán)利要求8中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R選自如下基團(tuán)中的 任意一種或幾種：
10.一種制備權(quán)利要求2所述氨基酸酯化產(chǎn)物改性聚羧酸減水劑的方法，其特征在于，步驟包括:步驟I，氨基酸與CH2=C(R1)-CH2-OH進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到結(jié)構(gòu)式(I)所示氨基酸酯化合物；其中R1SH或者C1-C5的烷基、C6-C10的芳香基、C7-C12的(烷基取代)芳香基、C7-C12的(芳香基取代)烷基中的任意一種；步驟2，催化劑存在下，步驟I所述的氨基酸酯化合物與含C=C雙鍵不飽和羧酸、含C=C雙鍵不飽和羧酸鹽、含C=C雙鍵不飽和羧酸酯、或者含C=C雙鍵的聚醚中的任意一種或幾種進(jìn)行加成共聚合反應(yīng)；或者:步驟2所述加成共聚合反應(yīng)過程中，還加入額外不飽和單體，所述額外不飽和單體選自含C=C雙鍵的磺酸、 磺酸鹽、磺酸酯、酰胺中的任意一種或幾種。
【文檔編號】C07C229/24GK103588655SQ201310534755
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】朱偉亮 申請人:上海臺界化工有限公司