[發(fā)明專利]氨基酸酯化產(chǎn)物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310534755.5
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103588655A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱偉亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海臺界化工有限公司
• 主分類號: C07C229/24
• 分類號: C07C229/24;C07C229/36;C07C227/18;C08F283/06;C08F2/38;C04B24/12;C04B103/30
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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度。

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)到制備高性能和超高性能混凝土的目的。

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，如早強型減水劑，緩凝型減水劑，緩釋型減水劑等。

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能。

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)，對高強度混凝土（C50-C100）和超高強混凝土（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。

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)，將混凝土拌合后運輸至施工地點，運輸時間往往較長，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

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。

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)，

其中：

R₁為H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；

R為氨基酸去除一個氨基后的殘留基團(tuán)。

本發(fā)明第二個方面是提供一種氨基酸酯化產(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)：

其中：

R₁、Ra、Rb、Rc分別獨立地為H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)烷基中的任意一種或幾種；

R為氨基酸去除一個氨基后的殘留基團(tuán)；