[发明专利]一种改性聚天冬氨酸减缩型减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚天冬氨酸减缩型减水剂及其制备方法。本发明所述改性聚天冬氨酸减缩型减水剂是以聚琥珀酰亚胺作为聚合物主链，将一端以氨基封端的疏水改性聚醚单体和氨基磺酸盐单体同时引入聚琥珀酰亚胺的分子结构中。本发明将改性聚天冬氨酸作为一种添加剂在混凝土领域使用，向聚天冬氨酸主链中同时引入可显著降低孔溶液表面张力及提供空间位阻效应的端疏水改性长侧链聚醚和能够提高主链电负性的磺酸基，使得改性后的聚天冬氨酸不但同时具有减水与减缩功能，且具有生物可降解性，是一种环境友好型混凝土添加剂。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及到混凝土外加剂技术领域，具体 涉及到一种改性聚天冬氨酸减缩型减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂的分散作用主要通过水泥颗粒的吸附和长侧链产生的空间位 阻效应来实现，而减缩型聚羧酸是利用疏水性表面活性剂在低浓度下能显著降 低孔溶液表面张力的特点，向共聚物主链中引入微疏水改性长侧链聚醚，在降 低表面张力的同时可提供空间位阻效应。

聚天冬氨酸(PASP)是一种可生物降解的聚合物，具有毒理学适应性，其 分子结构含有大量游离羧酸基团和酰胺键，具有很多的亲水性与水溶性。可以 作为清洗剂的添加剂，既可以有效去除泥垢，也能防止衣物的褪色；工业冷却 循环水、反渗透水、油田回注水、金属切削液、锅炉和蒸汽管路等水处理领域 做阻垢缓蚀剂；在造纸、印染、洗涤行业可做分散剂等。聚天冬氨酸分子结构 中大量游离的羧酸基团和酰胺键具有作为减水剂的天然组成，但没有长侧链无 法提供空间位阻作用，因而作为减水剂的使用受到很大的限制。以聚天冬氨酸 分子作为主链，接枝引入具有减缩功能的聚醚长侧链和磺酸基团，不但可以保持聚天冬氨酸的环境友好型和可生物降解性，同时，也拓宽了其应用领域。

专利CN101792504B公开了“一种改性聚天冬氨酸阻垢剂的制备及应用方 法”，将马来酸酐与氨水反应制得马来酰亚胺，再经过缩聚反应生成聚琥珀酰亚 胺，再加入N,N—二甲基甲酰胺和硫脲，再在碱存在下水解为改性聚天冬氨酸 阻垢剂。该专利中，以硫脲对其进行改性，在PASP的分子侧链上引入酰胺基 团，使聚合物阻垢效率提高。

文献“聚醚改性聚天冬氨酸减水剂的制备及其性能”中描述：以聚琥珀酰 亚胺和端氨基聚醚(M2005)为原料，合成了聚醚改性聚天冬氨酸减水剂。由 于在PASP分子链上引入长侧链聚醚链，提高了聚合物的空间位阻效应，从而使 改性后的聚天冬氨酸在水泥浆体中具有分散性能。聚天冬氨酸中的羧酸根离子 的存在虽然使其具有聚羧酸减水剂的部分特性，但羧酸根离子的电负性偏低， 因此在水泥浆体中的分散性不足，且改性后的聚天冬氨酸减水剂无减少混凝土 收缩的功能。

文献“磺化聚天冬氨酸减水剂的制备与性能研究”中描述：以L-天冬氨酸 为原料通过热缩聚反应制得聚琥珀酰亚胺，将聚琥珀酰亚胺和氨基磺酸为原料 制备出磺化聚天冬氨酸减水剂。由于在PASP分子链上引入了具有较高电负性 的磺酸基，可以弥补聚天冬氨酸中羧酸根离子静电斥力的不足，从而使改性后 的聚天冬氨酸在水泥浆体中具有分散性能，但由于空间位阻效应不足，因此在 水泥浆体中的分散性不足，且改性后的聚天冬氨酸减水剂无减少混凝土收缩的 功能。

目前公开过的技术资料中还没有专门针对改性聚天冬氨酸在混凝土外加剂 领域同时具有减水和减缩功能的报道。

发明内容

针对现有技术中改性聚天冬氨酸在混凝土外加剂领域无法同时具有减水和 减缩功能，本发明的目的是提供一种改性聚天冬氨酸减缩型减水剂及其制备方 法。本发明提供的改性聚天冬氨酸作为一种添加剂在混凝土领域使用时不但同 时具有减水与减缩功能，且具有生物可降解性，是一种环境友好型混凝土添加 剂。

本发明所述改性聚天冬氨酸减缩型减水剂是以聚琥珀酰亚胺作为聚合物主 链，将一端以氨基封端的疏水改性聚醚单体和氨基磺酸盐单体同时引入聚琥珀 酰亚胺的分子结构中。