[發明專利]一種兩性單體和兩性型聚羧酸減水劑

在審

• 申請號: 201910347531.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110204462A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 龐浩;張靜斐;廖兵;黃健恒;蒙業云;李思敏;林秀菊
• 申請（專利權）人: 中科廣化（重慶）新材料研究院有限公司;廣州中科檢測技術服務有限公司;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C07C303/32
• 分類號: C07C303/32;C07C309/14;C08F283/06;C08F220/38;C08F220/06;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發明公開了一種兩性單體以及由其合成的兩性型聚羧酸減水劑，兩性單體的制備方法包括如下步驟：將6?二甲氨基?1?己醇和有機溶劑混合，滴入甲基丙烯酰氯，用去離子水洗滌油層，除去有機溶劑得甲基丙烯酸?6?二甲氨基己酯中間體；將甲基丙烯酸?6?二甲氨基己酯中間體與阻聚劑、有機溶劑混合，滴入丙磺酸內酯滴加液，再反應16～28小時；將所得粗產物經萃取、洗滌和真空干燥，即得兩性單體。將本發明所制備的兩性單體，與不飽和羧酸單體和不飽和聚醚大單體，通過水溶液自由基聚合方法，制備了兩性聚羧酸減水劑，不僅消除了氯離子對鋼筋混凝土的銹蝕，與普通的陰離子聚羧酸減水劑相比，低摻量時，仍對水泥具有較好的分散性能。

技術領域

本發明屬于聚羧酸減水劑領域，具體涉及一種兩性單體，以及由其合成的兩性型聚羧酸減水劑。

背景技術

聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、保坍性好、分散性能好、分子結構可調節性強及綠色環保等優點，廣泛應用于混凝土工程。目前市面上的聚羧酸減水劑大多屬于陰離子聚羧酸減水劑，但其作為混凝土高效減水劑時，在原材料、制備成本、合成技術手段、減水、分散、保坍、早期強度、適應性及穩定性等方面存在明顯缺陷，國內外相關領域的研究人員開始關注兩性型聚羧酸系高效減水劑。

兩性聚羧酸減水劑與陰離子聚羧酸減水劑一樣，分子結構均為梳型，但與陰離子聚羧酸減水劑結構不同的是，兩性聚羧酸減水劑在分子結構上引入了陽離子活性基團，提高了水泥帶負電荷的礦物C₃S和C₂S對減水劑的吸附，從而提高了兩性聚羧酸減水劑在水泥顆粒表面上的吸附性能，從而提高減水效率，又表現出極佳的分散性能、優越的流動度保持性。

孫娜等(孫娜，裴梅山.兩性型混凝土高效減水劑的合成與性能[J].上海塑料，2011(01):29-34.)以馬來酸酐、烯丙基聚乙二醇和甲基酰氧乙基三甲基氯化銨為單體，制備了新型兩性型聚羧酸系高效減水劑(APC)，試驗結果表明APC具有較好的分散性能并顯著提高混凝土的力學性能。

曹強等(一種兩性聚羧酸系減水劑對水泥分散性能的影響[J].渭南師范學院學報，2014年4月，第29卷，第7期)以甲基丙烯酸、烯丙基聚乙二醇和二烯丙基二甲基氯化銨為原料，通過溶液共聚制備得到一種兩性聚羧酸系減水劑，實驗結果表明引入陽離子單體可以增加飽和吸附量和對水泥的分散性能。

由上述可知，兩性聚羧酸減水劑所表現出優異性能主要取決于陽離子活性單體的引入。因此，陽離子單體的種類很大程度上決定了兩性聚羧酸減水劑的性能。然而上述文獻中用于合成兩性聚羧酸減水劑的陽離子單體主要是含氯離子單體，如丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，但是該類型的單體由于引入了氯離子，可能會引起鋼筋混凝土的銹蝕。

發明內容

為了消除兩性型聚羧酸減水劑中氯離子對鋼筋混凝土銹蝕的潛在危害，本發明的首要目的在于提供一種兩性單體，該兩性單體不含氯離子，并降低了合成成本。

本發明的另一目的在于提供上述的兩性單體在制備兩性型聚羧酸減水劑中的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種兩性單體的制備方法，包括如下步驟：

(1)甲基丙烯酸-6-二甲氨基己酯中間體的制備：將6-二甲氨基-1-己醇和有機溶劑混合，控制低溫反應；滴入甲基丙烯酰氯，再反應2～6小時，停止反應；用去離子水洗滌油層，然后加入干燥劑干燥過夜，濾液旋蒸，除去有機溶劑，得甲基丙烯酸-6-二甲氨基己酯中間體；

(2)兩性單體的的制備：將甲基丙烯酸-6-二甲氨基己酯中間體與阻聚劑、有機溶劑混合，攪拌溶解；加熱至40～70℃；將丙磺酸內酯加入到有機溶液中，得到丙磺酸內酯滴加液；然后滴入丙磺酸內酯滴加液，再反應16～28小時；將所得粗產物經萃取、洗滌和真空干燥，即得兩性單體；

步驟(1)所述的有機溶劑優選乙醚；