[發明專利]雙子型混凝土引氣劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202210195289.1
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN114539105B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 蔡貴生;王立亞;魯統衛;孫璐;王開宇;郭向陽;宋西成;趙法國
• 申請（專利權）人: 山東建科建筑材料有限公司
• 主分類號: C07C309/17
• 分類號: C07C309/17;C07C303/32;C09K23/10;C09K23/16;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 泰和泰律師事務所 51219
• 代理人: 曲志波

一種雙子型混凝土引氣劑及其制備方法，雙子型混凝土引氣劑化學結構上屬于雙子型表面活性劑，具有更高的表面活性。雙子型混凝土引氣劑添加到混凝土中，可以產生均勻細小氣泡?；炷梁瑲饬吭?.5~5.0%時，1小時內含氣量基本不變，硬化混凝土氣泡平均弦長在120~150μm之間。均勻細小氣泡不但有一定的保溫作用，更重要的是可以緩沖受凍水結冰后產生的膨脹應力，從而減少混凝土的凍害。

本申請是申請日為2020年1月20日，申請號為2020100665104，名稱為雙子型混凝土引氣劑及其制備方法中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種能夠顯著提高混凝土耐久性能的混凝土引氣劑及其制備方法。

背景技術

混凝土引氣劑作為混凝土外加劑中一個重要的獨立品種廣泛應用于混凝土中。它能顯著改善新拌混凝土的工作性和勻質性，能提高混凝土綜合耐久性。

目前常用的混凝土引氣劑包括：松香樹脂類、烷基和烷基芳烴磺酸類、脂肪醇磺酸鹽類、皂苷類以及蛋白質鹽、石油磺鹽酸等。從化學結構看，上述引氣劑均為傳統的單鏈型表面活性劑，即一端為親水基團，另一端為疏水基團的兩親分子。人們對于混凝土引氣劑的研究多局限于上述引氣劑的改性和多組分復合，較少改變引氣劑化學結構。

雙子表面活性劑，是一種新型的表面活性劑。其分子結構中至少含有兩個親水基和兩條親油疏水碳鏈，并通過化學鍵進行鏈接。這種雙子表面活性劑具有高的表面活性，低的臨界膠束濃度、好的耐鹽性、更有效的潤濕性能、良好的水溶性等。中國專利CN104496525B公開了《一種復合型混凝土引氣劑、其制備方法及其應用》，其采用極性頭基加入法的合成方式，將長鏈烷基醇與二環氧化合物進行開環加成反應得到二羥基化合物中間體，再與環氧乙烷進行陰離子開環加成，最后與丙磺酸內酯反應，得到磺酸鹽型雙子表面活性劑。其反應過程中經過了兩次開環加成反應，并使用了Na/K堿性催化劑，反應條件苛刻。工業化生產中還涉及到環氧乙烷的存儲與安全，大范圍推廣困難。

因此研究開發一種結構簡單，合成條件溫和的雙子表面活性劑，并將其應用于混凝土引氣劑中，具有性能優異、使用方便、技術經濟效果顯著等特點，是十分迫切的。

發明內容

本發明針對現有混凝土引氣劑，結構復雜，反應條件苛刻的問題，公開了一種雙子型混凝土引氣劑及其制備方法。

本發明提供一種雙子型混凝土引氣劑，其分子結構式如下：

中的一種；m為3~9的整數；R₃為H或甲基。

本發明還提供了所述混凝土引氣劑的制備方法：它包括如下步驟：

步驟（1）：脂肪醇聚氧乙烯醚類化合物與馬來酸酐在40~100℃條件下，加入催化劑A，攪拌30分鐘~3小時，得到馬來酸酐脂肪醇聚氧乙烯醚類單酯；催化劑A為無水乙酸鈉、濃硫酸、濃鹽酸、對甲基苯磺酸、氯化亞砜等酯化反應催化劑中的一種；

步驟（2）：繼續升溫至120~130℃，加入烷基二醇類化合物，升溫至130~150℃，保持真空度小于0.2?MPa，攪拌反應4~6小時。

步驟（3）：降溫，控制溫度在85~100℃，加入亞硫酸氫鈉、催化劑B和水，攪拌反應1~2小時。催化劑B為十八烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨中的一種；將得到的產物加水溶解，調節成固含量為5~50%的溶液。即為本發明的雙子型混凝土引氣劑。

本發明的具體特點還有，步驟（1）中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚類化合物結構式為R₁—[OCH（R₃）CH₂]_m—OH，優選的，R₁為14~16個碳原子的烷基，m為3~9的整數，R₃為H。