一种多胺基聚羧酸混凝土外加剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及混凝土外加剂，具体而言，涉及一种多胺基聚羧酸混凝土外加剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、混凝土作为重要的工程材料之一，其工作性能极大地影响了工程质量；但即使是高强混凝土也会受到环境的侵蚀破坏，其中钢筋腐蚀作为导致耐久性损伤的一大原因，直接影响了混凝土的结构耐久性，影响了混凝土的实用寿命，进而造成重大的工程损害和经济损失。在混凝土中常常加入阻锈剂来减少钢筋锈蚀的发生。常见的阻锈剂类型包括钨酸盐类、钼酸盐类、亚硝酸盐类、磷酸盐类、醇胺类等，还包括咪唑啉型阻锈剂，其属于一种电迁移型阻锈剂，具备较好的阻锈性能。

2、混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质，是混凝土使用过程中不可或缺的助剂组分，常见的混凝土外加剂包括有减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂、防水剂、阻锈剂等；其中，碱水和缓凝是相对常见且重要的外加剂类型。通常需要将阻锈剂与具有减水和缓凝效果的外加剂掺和使用，未见同时具备减水、缓凝和阻锈功能的某一种混凝土外加剂。

3、我国专利cn201711471537.6《一种环保型可生物降解款温带混凝土缓凝剂及其制备方法和应用》中公开了使用聚天冬氨酸制备环境友好型宽温带缓凝剂。但是，其制备的缓凝剂并不具备相应的减水效果，其也未能完整表示出与减水剂的配伍性能或溶解效果。

4、我国专利cn201811599656.4《一种改性聚天冬氨酸减缩型减水剂及其制备方法》中公开了以聚琥珀酰亚胺作为聚合物主链、另一端以氨基封端的疏水改性聚醚单体和氨基磺酸盐单体引入分子结构中，使其具备减水和减缩功能，但并未提到其具备缓凝和阻锈效果。

5、文献“负载型月桂酸咪唑啉阻锈剂的制备及其对钢筋增强水泥基材料防护性能的研究”中使用改性沸石负载月桂酸咪唑啉达到对水泥基钢筋锈蚀的防护作用，但沸石的加入具有引气作用，使得混凝土的抗压强度比失去优势，且该文献中未体现其是否影响减水剂的减水和保坍性能。

6、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，用于弥补同一种混凝土外加剂的功能性不足的技术空白，本发明主要针对的是提供一种同时具备减水功能、缓凝功能和阻锈功能的新型混凝土外加剂。

2、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

3、所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法包括如下步骤：

4、将胺化的聚琥珀酰亚胺、肉桂酸咪唑啉和交联剂混合反应，得到多胺预聚体；

5、将所述多胺预聚体、聚醚单体、不饱和酸单体、催化剂、引发剂、还原剂和链转移剂混合反应，得到所述多胺基聚羧酸混凝土外加剂。

6、本发明的第二目的在于提供所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法制得的混凝土外加剂。

7、本发明的第三目的在于提供所述的混凝土外加剂在混凝土方面的用途。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

9、(1)本发明制备的多胺基聚羧酸混凝土外加剂同时具备减水缓凝和阻锈功能，基于聚琥珀酰亚胺改性，使聚琥珀酰亚胺分子具备4个胺基，肉桂酸咪唑啉中含有2个胺基；基于肉桂酸咪唑啉对金属的螯合能力，混凝土外加剂表现出良好的缓凝效果；此外，胺基能吸附在钢筋表面，使钢筋表面钝化，从而产生阻锈作用。

10、(2)本发明制备的多胺化聚羧酸混凝土外加剂，通过接枝六碳聚醚大单体，在实现上述缓凝和阻锈功能的同时拥有较高减水率和优异的保坍性能。

11、(3)本发明中使用的聚琥珀酰亚胺分解物仅为氨、二氧化碳和水，对环境友好；且组分中成环结构能使混凝土外加剂拥有较好的保水性能，有效调节混凝土的和易性。

技术特征：

1.一种多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，在所述多胺预聚体的制备步骤中，以质量份数计，所采用的原料组分包括：胺化的聚琥珀酰亚胺20～50份、肉桂酸咪唑啉10～60份、交联剂20～65份和水40～150份。

3.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述胺化的聚琥珀酰亚胺、所述肉桂酸咪唑啉和所述交联剂的反应温度为20℃～60℃，反应时间为2h～6h。

4.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下特征(a)～(g)中的至少一种：

5.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述多胺预聚体与所述聚醚单体的质量比为1％～5％；

6.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述多胺预聚体、所述聚醚单体和所述不饱和酸单体的混合反应包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述胺化的聚琥珀酰亚胺的制备方法包括如下步骤：

8.根据权利要求1所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，所述肉桂酸咪唑啉的制备方法包括如下步骤：

9.如权利要求1～8任一项所述的多胺基聚羧酸混凝土外加剂的制备方法所制得的混凝土外加剂。

10.如权利要求9所述的混凝土外加剂在混凝土方面的用途。

技术总结
本发明提供了一种多胺基聚羧酸混凝土外加剂及其制备方法和应用，涉及混凝土外加剂技术领域。所述制备方法包括如下步骤：将胺化的聚琥珀酰亚胺、肉桂酸咪唑啉和交联剂混合反应，得到多胺预聚体；将所述多胺预聚体、聚醚单体、不饱和酸单体、催化剂、引发剂、还原剂和链转移剂混合反应，得到所述多胺基聚羧酸混凝土外加剂。本发明通过制备一种肉桂酸咪唑啉改性聚琥珀酰亚胺预聚体，使其与聚醚大单体和不饱和羧酸通过水溶液自由基聚合反应获得一种混凝土外加剂，含有大量的氨基集团，在具备普通聚羧酸减水剂的功能的同时，兼具阻锈、保水、缓凝等效果，在混凝土中具有优异的应用前景。

技术研发人员：敖凡,方世昌,田应兵,陈杰
受保护的技术使用者：贵州石博士科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12