氨基酸酯化產物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種氨基酸酯化產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得到值化產物后，與不飽和羧酸類物質、不飽和聚醚反應制備得到，本發明在聚羧酸減水劑中加入氨基酸酯化產物單體單元后，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】氨基酸酯化產物改性的聚羧酸減水劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[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、提高混凝土強度的外加劑；減水劑通過表面活性作用、絡合作用、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構，從而在能夠在節約水泥用量的同時，保證混凝土和易性及強度。
[0003]傳統的減水劑，按照組成材料可分為木質素磺酸類、多環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素磺酸鹽改性脂肪族高效減水劑；專利CN101007719A公開了一種多環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，傳統的高效減水劑主要產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，因其優異的性能很快得到推廣，特別是在發達國家應用廣泛，例如，在日本，聚羧酸減水劑的使用量已經遠超傳統萘系減水劑，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。
[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活性雙鍵的聚乙二醇類聚合物直接通過聚合反應制備；該類減水劑生產過程簡便，產品性能穩定，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)進行酯化反應，再以酯化產物為原料與羧酸化合物反應制備聚羧酸減水劑。酯類減水劑生產過程較為復雜，酯化產物穩定性不及聚醚化合物，但通過酯化反應可以通過分子設計在聚羧酸減水劑分子結構中引入多種結構，從而使減水劑具有特定性倉泛。
[0006]國內聚羧酸減水劑的發展較晚，一些普通工程仍然大量使用萘系減水劑和木質磺酸鹽類減水劑。但近年來，隨著國內一系列政策的出臺，如2005年鐵道部《客運專線混凝土外加劑暫行條例》的出臺，明確高速鐵路建設必須使用聚羧酸高性能減水劑。此外，近年來國內民用、商業建筑普遍使用框架結構，建筑物高度不斷提高，中國已經成為高層建筑、超高層建筑發展最迅速的國家，大量應用泵送混凝土施工作業，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。傳統萘系減水劑以及簡單的復配技術已經無法滿足國標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]水泥是一種膠結劑，水化過程中發生化學反應，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用中需求量很大，并且隨著城市規模擴大和環保要求，大型商品混凝土攪拌站大多設置在郊區，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。
【發明內容】
[0008]針對目前聚羧酸減水劑緩釋性能要求的提高，本申請提供了一種氨基酸酯化合物、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構式(I)所示的結構，
[0010]
【權利要求】
1.一種氨基酸酯化合物，所述氨基酸酯化合物具有結構式(I)所示的結構，
2.一種氨基酸酯化產物改性的聚羧酸減水劑，所述氨基酸酯化產物改性的聚羧酸減水劑具有結構式(II)所示的結構:
3.根據權利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，b:(a+d) = (3-5):1。
4.根據權利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，a:d=l:(0.2-0.5)。
5.根據權利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，所述氨基酸酯化產物改性的聚羧酸減水劑的數均分子量為1000-100000。
6.根據權利要求2所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，所述R基團中含有至少一個雜環、苯環、羧基中的任意一種或幾種。
7.根據權利要求2-6中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R結構式(III)所述基團:
8.根據權利要求6中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R結構式（III-1)所 述基團：
9.根據權利要求8中任意一項所述的聚羧酸減水劑，其特征在于，R選自如下基團中的 任意一種或幾種：
10.一種制備權利要求2所述氨基酸酯化產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進行酯化反應，得到結構式(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行加成共聚合反應；或者:步驟2所述加成共聚合反應過程中，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 優先權日:2013年10月31日
【發明者】朱偉亮 申請人:上海臺界化工有限公司