[发明专利]一种抗蚀型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种抗蚀型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法，其中，一种抗蚀型酯类聚羧酸减水剂由酯化产物、酯类大单体、丙烯酸、不饱和磺酸盐以及具有双键、氨基和硫键的阻锈功能单体B通过共聚反应制得；酯化产物为具有氨基和羟基的阻锈功能单体A、硅烷单体与不饱和酸通过酯化反应制得。本发明提供的抗蚀型酯类聚羧酸减水剂，利用氨基和羟基的阻锈功能单体A、硅烷单体与不饱和酸酯化制得酯化产物参与共聚反应，使聚羧酸减水剂分子中带有硅烷基、氨基、羟基，氨基中氮原子以及羟基能够提高与钢筋表面吸附能力，抑制钢筋表面电化学反应过程，同时氨基能在阴极表面结合H⁺，降低阴极反应速率，增强钢筋的缓蚀效果。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种抗蚀型酯类聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济持续快速发展，我国的基础设施建设力度以及规模也不断加大，混凝土构件的应用也越来越多。预应力高强混凝土管桩具有施工周期短、力学性能优异、性价比高、施工条件限制少等优点，较好地解决了打入式预制实心桩、钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩等传统桩基础的弊病，广泛应用于桥梁、港口、码头等工程基础。

对于海工建筑和盐碱地区建筑，其周围含有大量的氯离子和硫酸根离子，易对钢筋混凝土产生腐蚀效应，破坏钢筋表面的钝化膜，引发钢筋锈蚀和膨胀，导致混凝土开裂，降低工程实际寿命。

目前主要使用添加阻锈剂亚硝酸盐等无机盐、醇胺类以及迁移型阻锈剂来防止钢筋锈蚀，然而无机盐阻锈剂的缺点是氯离子浓度大到一定程度时会加速钢筋锈蚀，会引起混凝土碱及料反应而影响坍落度，而醇胺类和迁移型阻锈剂虽然效果较好，但成本较高，而且迁移型阻锈剂后期涂覆在混凝土表面又使得施工复杂。因此，通过分子结构设计开发一种具有阻锈功能的聚羧酸减水剂，在混凝土应用过程中缓慢释放阻锈功能基团来达到钢筋抗锈蚀的目的，具有重要的意义。

如公告号CN107265909B，公开日2020年07年28日，名称为《一种复合型硅酸钠/三羟甲基氨基甲烷钢筋混凝土阻锈剂及其应用》的专利文件公开了三羟甲基氨基甲烷和硅酸钠两种组分，分别发挥着隔离和抑制的作用对钢筋形成双重保护，其中有机组分三羟甲基氨基甲烷能够吸附在钢筋表面形成吸附膜，阻止钢筋被氯离子腐蚀；以及无机组分硅酸钠能够促进钢筋表面形成致密的钝化膜，阻止进一步氧化。

如公告号CN104327221B，公开日2017年08月25日，名称为《一种抗锈蚀型水工专用聚羧酸减水剂及其制备方法》的专利文件公开了以甲基烯丙基聚氧乙烯丙烯基醚、水、丙烯酸以及马来酰四氮唑胺，辅以马来酰三乙氧基硅烷丙基胺以及分子量调节剂，加入引发剂进行共聚反应；该减水剂具有较高的减水率，较好的钢筋抗锈蚀能力及收缩率。但该方法需要2次单独制备功能单体才进行共聚反应，操作步骤相对复杂，功能单体用量较大，会导致成本较高，而且所得产品除减水和保坍性能、阻锈功能外，在早强等其它特殊功能上相对欠缺。

发明内容

为解决背景技术中提到的海工和盐碱地建筑的钢筋容易被腐蚀的问题，本发明提供了一种抗蚀型酯类聚羧酸减水剂，其中，由酯化产物、酯类大单体、丙烯酸、不饱和磺酸盐以及具有双键、氨基和硫键的阻锈功能单体B通过共聚反应制得；

所述酯化产物为具有氨基和羟基的阻锈功能单体A、硅烷单体与不饱和酸通过酯化反应制得。

进一步地，所述酯化反应的阻聚剂为4-羟基哌啶醇氧自由基、4-叔丁基邻苯二酚、甲基对苯二酚中的至少一种；催化剂为负载型固体酸催化剂，优选为SO₄^2-/SiO₂-TiO₂。

进一步地，所述酯化反应的温度为70～130℃，时间为3～5h。

进一步地，所述阻锈功能单体A为三羟甲基氨基甲烷；所述硅烷单体为N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷。

进一步地，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种。