[發明專利]一種嵌段式有機硅縮聚物抗泥型高效減水劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110959630.1
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113801330B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 趙暉;陳達;廖迎娣;歐陽峰;徐海生
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: C08G77/44
• 分類號: C08G77/44;C08G77/392;C08G77/388;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 成立珍

本發明公開了一種嵌段式有機硅縮聚物抗泥型高效減水劑的制備方法，將聚二甲基硅氧烷低聚物上活潑氫與乙烯基環氧乙烷雙鍵進行加成，氨基磺酸鈉與嵌段式聚二甲基硅氧烷低聚物中的環氧基發生開環反應，將磺酸基、氨基引入嵌段式聚二甲基硅氧烷低聚物上，高溫脫水縮聚得含有?SO₃、?NH基團嵌段式有機硅縮聚物抗泥型高效減水劑。此種制備方法增加了嵌段式有機硅縮聚物高效減水劑分子中有機硅烷基團數量和分子量，改善了抗泥型高效減水劑在水泥顆粒表面吸附和分散能力、分散穩定性和抗泥性能。高溫脫水縮聚法制備的抗泥高效減水劑均一性、緩凝性能好并且簡化了生產過程，產品的長期儲存穩定性好。是一種應用前景廣闊抗泥型高效減水劑制備方法。

技術領域

本發明屬于混凝土化學外加劑的制備，具體涉及一種含有磺酸基、氨基的嵌段式有機硅縮聚物抗泥型高效減水劑制備方法。

背景技術

聚羧酸型高效減水劑因具有比傳統減水劑更好的分散性能，能明顯改善混凝土初始流動性、流動保持性和提高混凝土力學強度，而被廣泛使用在大型的建筑工程中。但是聚羧酸減水劑對骨料中夾帶的泥土有很強的敏感性，骨料夾帶泥土的成分主要為高嶺石、伊利石、蒙脫石等粘土礦物，粘土礦物是硅氧四面體和鋁氧八面體層狀結構。聚羧酸高效減水劑分子易插層吸附到粘土礦物的層狀結構中，導致聚羧酸高效減水劑分子對泥土的吸附量和吸附速率遠大于水泥顆粒，而減小了聚羧酸高效減水劑在水泥顆粒上的吸附，降低了聚羧酸高效減水劑的減水效果和增加混凝土坍落度損失率，高含泥量的骨料還會減弱水泥與骨料界面過渡區的強度，導致混凝土長期物理力學性能和體積穩定性下降。

為解決骨料含泥量過高對聚羧酸高效減水劑的負面影響，相關研究人員使用含碳碳雙鍵的硅烷單體與制備聚羧酸高效減水劑的甲基丙烯磺酸鈉、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，烯丙基聚乙二醇單體進行自由基共聚反應。在聚羧酸高效減水劑疏水鏈段引入了硅氧烷基團，制備出硅烷改性聚羧酸高效減水劑。此種硅烷改性聚羧酸高效減水劑，在強堿性條件下在水泥顆粒表面發生硅羥基化學鍵合，化學鍵合強度高于聚羧酸高效減水劑的靜電吸附。有機硅改性聚羧酸減水劑能增加減水劑分子在水泥顆粒表面的吸附和吸附驅動力，提高聚羧酸高效減水劑對水泥的分散能力。

但是硅烷單體來源有限、價格昂貴。同時，含不飽和雙鍵硅烷反應單體本身在水中溶解度較小且具有較高的表面活化能，制備出的硅烷改性聚羧酸高效減水劑分子中有機硅烷基團所占比例較小，硅烷改性聚羧酸高效減水劑的分子量不高，難以明顯改善水泥顆粒的分散效果。此外，現有制備技術中有機硅化合物易與競聚率較高的不飽和羧酸化合物進行共聚反應，不易與具有共聚反應活性的直鏈聚合物進行反應，制備的有機硅改性聚羧酸高效減水劑均一性差，緩凝性能不理想。最后，現有的有機硅改性聚羧酸高效減水劑其生產工藝復雜，鏈引發劑的使用增加了自由基反應過程的難度和不確定性。這些問題阻礙了硅基改性聚羧酸高效減水劑在現代混凝土工業中的應用。因此，開發出一種制備過程簡單、抗泥效果好、緩凝型、綠色環保的硅基改性高效減水劑已成為目前研究熱點。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種含有磺酸基、氨基的嵌段式有機硅縮聚物高效減水劑的制備方法，增加嵌段式有機硅縮聚物高效減水劑分子中有機硅烷基團數量和分子量，改善抗泥型高效減水劑對水泥顆粒表面吸附、分散能力、分散穩定性和抗泥性能，提高抗泥高效減水劑均一性、緩凝性能和簡化了生產過程、產品的長期儲存穩定性。

技術方案：本發明的一種嵌段式有機硅縮聚物抗泥型高效減水劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將乙烯基環氧乙烷與無水乙醇溶液混合，再加入雙氫基封端的聚二甲基硅氧烷低聚物，緩慢滴加二乙基鋅溶液，滴加完成后反應，得兩端連有環氧基團的嵌段式聚二甲基硅氧烷低聚物；

(2)將兩端連有環氧基團的嵌段式聚二甲基硅氧烷低聚物、氨基磺酸鈉與水混合攪拌形成均一、澄清溶液，調節溶液pH值至9～10，進行開環反應，得兩端連有羥基、氨基、磺酸基的嵌段式聚二甲基硅氧烷低聚物；