CN115745453B - 一种混凝土介质传输抑制剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土介质传输抑制剂及其应用。本发明所述混凝土介质抑制剂选自抑制剂Ⅰ及抑制剂Ⅱ的一种或两种任意比例混合,由叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ反应得到中间产物Ⅰ之后加入一元脂肪酸得抑制剂Ⅰ,由叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ得到中间产物Ⅱ之后加入二元脂肪酸得抑制剂Ⅱ。本发明中的介质传输抑制剂掺入混凝土中后既可抑制钢筋的腐蚀又可降低混凝土吸水率,且同时可抑制氯离子抗渗,实现一种分子结构多功能化,且制备工艺简单,适合生产。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域,特别涉及一种混凝土介质传输抑制剂及其应用。
背景技术
混凝土是现在建筑材料应用最为广泛的材料,而钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一,混凝土结构耐久性差不仅会给社会带来安全隐患而且会导致国家经济遭受巨大的损失。为此,如何抑制混凝土中钢筋的锈蚀问题至关重要。而由于价格低廉且适用方便,钢筋阻锈剂是抑制混凝土中钢筋锈蚀最为常见的保护手段之一。其主要是由于阻锈剂分子中含有杂原子以及π电子可与金属空d轨道配位成键从而吸附于钢筋表面保护钢筋。
此外,随着混凝土越来越广泛用于严酷环境中,如氯盐以及海洋环境,其环境中的氯离子可渗进混凝土结构中加速钢筋的腐蚀,加速了混凝土的破坏以及影响混凝土结构的服役寿命。
专利CN 105601162 A混凝土侵蚀介质抑制材料的制备方法,公开了一种由包括疏水性硬脂酸/硬脂酸盐、可选的有机硅烷A、疏水改性纳米二氧化硅、分散剂、乳化剂、可选的增稠剂、可选的消泡剂和水的组分混合制成乳液而得的混凝土侵蚀介质抑制材料,虽然具有良好的疏水性以及抗氯离子扩散性能,但是此发明的混凝土侵蚀介质抑制材料无良好的阻锈性能且稳定性受环境影响,稳定性较差。
专利CN 101269932A防水型阻锈剂及其制备方法,公开了一种以改性有机硅,氨基醇,水混合而制得的防水型阻锈剂。此发明对混凝土凝结时间、混凝土强度无负面影响,具有用量低、阻锈性能高的特点,但是对抑制氯离子扩散无明显效果,而且此发明中有机硅为烷基烷氧基硅烷,其与水不互溶溶解性较差,稳定性差。
专利CN107640924B一种钢筋混凝土用阻锈剂及其制备方法,公开了一种将γ-环糊精、壳聚糖、硅酸镁、聚硅氮烷、蒙脱土、LAS系粉体和去离子水混合,加入至胶体磨中研磨,然后加入聚天冬氨酸、聚丙烯酰胺和聚乙二醇,搅拌,置于双螺杆混炼机中,挤出接枝,干燥、造粒,从而制得的阻锈剂。此发明中γ-环糊精分子中较窄端面含有伯羟基,通过分子中的-OH与钢筋表面的活性位相键合,吸附在钢筋表面,起到减缓钢筋锈蚀的作用而聚天冬氨酸和聚丙烯酰胺能与混凝土水化产物生成胶凝物质,可阻塞氯离子向混凝土内部扩散。但是,此发明组分较多,制备方法复杂且对设备要求较高,不利生产及应用。
专利US8431646B2含有有机硅化合物的混合物及其应用,公开了一种使用此发明的混合物能明显改善如此处理之后的建筑石材、建筑构件或建筑物和相应的钢筋或金属筋的耐腐蚀性,且使用此混合物的基材具有良好的疏水性能,但是未有良好抑制氯离子扩散的能力,而且制备工艺复杂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供新型的混凝土介质传输抑制剂,内掺混凝土中,既可抑制混凝土中钢筋的腐蚀,又可参与混凝土的水化,增强混凝土的密实性,提升混凝土抗氯离子渗透性能,同时混凝土又有良好的疏水性。
本发明提供了一种混凝土介质传输抑制剂,所述抑制剂选自抑制剂Ⅰ及抑制剂Ⅱ的一种或两种任意比例混合,所述抑制剂Ⅰ为结构通式(1)所示,所述抑制剂Ⅱ为结构通式(2)所示;
其中m、x独立地选择1-15的整数,n、y独立地选择4-35的整数,R1、R2独立地为H或碳原子数为1-10的烷基。
所述抑制剂Ⅰ由叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ在催化剂A1下反应得到中间产物Ⅰ,之后加入一元脂肪酸在催化剂B1反应后即可得抑制剂Ⅰ;所述叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ摩尔比为1:1.0-1.2,所述中间产物Ⅰ与一元脂肪酸摩尔比为1:1;
所述抑制剂Ⅱ由叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ在催化剂A2下反应得到中间产物Ⅱ,之后加入二元脂肪酸在催化剂B2反应后即可得抑制剂Ⅱ;所述叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ摩尔比为1:1.0-1.2,所述中间产物Ⅱ与二元脂肪酸摩尔比为2:1.
所述叠氮化物Ⅰ、叠氮化物Ⅱ的结构通式分别见式(3)、式(4),
其中R1、R2独立地为H或碳原子数为1-10的烷基。
所述炔醇Ⅰ、炔醇Ⅱ的结构通式分别见式(5)、式(6),
其中m、x独立地选择1-15的整数,本发明中炔醇结构在催化剂CuI的作用下易于叠氮基发生反应,控制碳链长短,优化分子结构。
所述中间产物Ⅰ、中间产物Ⅱ的结构通式分别见式(7)、式(8)
所述催化剂A1、A2均为CuI,其掺量均分别为所述反应步骤中叠氮化物质量的1-2%;
所述催化剂B1、B2均为SO42-/TiO2,催化剂B1、B2中硫酸盐与TiO2任意比例混合,其掺量均分别为所述反应步骤中脂肪酸质量的1-3%;
所述一元脂肪酸为CH3(CH2)nCOOH,其中n为4-35的整数,本发明中一元脂肪酸在催化剂SO42-/TiO2的作用下容易与中间产物反应,通过调节n的数量,生成相应的酯。
所述二元脂肪酸为COOH(CH2)yCOOH,其中y为4-35的整数,本发明中二元脂肪酸在催化剂SO42-/TiO2的作用下容易与中间产物反应生成对称结构,易于吸附于金属表面,增强抗蚀性,且通过调节y的数量,以达到生成长链酯的结构。
所述抑制剂Ⅰ的具体制备方法为:
(1)在氮气环境下,加入有机溶剂S1,催化剂A1,并将叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ依次加入反应器中,在反应温度为40-70℃下搅拌6-48h,反应结束后用CH2Cl2萃取三次,并用无水Na2SO4干燥,过滤并旋蒸除去溶剂得到中间产物Ⅰ;
(2)将中间产物Ⅰ加入反应器中,并加入一元脂肪酸以及催化剂B1,在氮气环境下搅拌反应4-48h,其反应温度为100-250℃,且每1h分水一次,反应结束后即可得抑制剂Ⅰ。
所述抑制剂II的具体制备方法为:
(1)在氮气环境下,加入有机溶剂S2,催化剂A2,并将叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ依次加入反应器中,在反应温度为40-70℃下搅拌6-48h,反应结束后用CH2Cl2萃取三次,并用无水Na2SO4干燥,过滤并旋蒸除去溶剂得到中间产物Ⅱ;
(2)将中间产物Ⅱ加入反应釜中,并加入二元脂肪酸以及催化剂B2,在氮气环境下搅拌反应8-48h,其反应温度为100-250℃,且每1h分水一次,反应结束后即可得抑制剂II。
所述有机溶剂S1、S2均独立地为二甲基亚砜DMSO或二甲基甲酰胺DMF;所述有机溶剂S1、S2的用量均分别为所述反应步骤中叠氮化物的2-5倍以质量计。
本发明所述的混凝土介质传输抑制剂可以加入混凝土中,其所用掺量为胶凝材料质量分数的0.1%~10%。
本发明的突出特点在于,通过优选R1、R2为H、碳原子数为1-10的烷基基团,调节分子结构,初步结合疏水与阻锈基团一体化,调节炔醇结构,调节苯环、五元环以及羟基,使此端基团具有良好的阻锈性能,之后进行酯化,调节一元脂肪酸以及二元脂肪酸,使其酯化,在混凝土碱性环境下进行水解,使其同时具有疏水与阻锈功能。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明所述介质传输抑制剂在苯环结构上引入五元环以及杂原子N、O,分子中含有π键、空轨道可与金属原子配位成键,具有强吸附性,在金属表面吸附成膜,从而具有良好的阻锈效果;所述介质传输抑制剂在碱性环境下可水解并参与混凝土中的水化反应,生成纳米颗粒,增强混凝土的密实性,抑制氯离子渗透。此外,本发明的介质传输抑制剂掺入混凝土后分解的长链基团具有良好的疏水性,混凝土亦有良好的疏水功能,可抑制离子传输,降低吸水率。本发明中的介质传输抑制剂掺入混凝土中后既可抑制钢筋的腐蚀又可降低混凝土吸水率,且同时可抑制氯离子抗渗,实现一种分子结构多功能化,且制备工艺简单,适合生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)在反应器中分别加入500g DMF、120g叠氮苯、2.0g CuI,并搅拌均匀,之后加入61.6g丙炔醇,在氮气环境下升温至50℃,并搅拌24小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的175g中间产物,并加入116g正己酸以及1.16gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为150℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的350g中间产物,并加入116g正己二酸以及2.32g SO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为180℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M1。
实施例2
(1)在反应器中分别加入600g DMSO、259g结构式为(1)且R1为碳原子为10的烷基叠氮化物、2.6g CuI,并搅拌均匀,之后加入65g丙炔醇,在氮气环境下升温至70℃,并搅拌48小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的315g中间产物,并加入116g正己酸以及2.5gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为200℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的630g中间产物,并加入146g正己二酸以及30gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为250℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1.5混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M2。
实施例3
(1)在反应器中分别加入450g DMSO、120g叠氮苯、2.4g CuI,并搅拌均匀,之后加入67g丙炔醇,在氮气环境下升温至70℃,并搅拌12小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的175g中间产物,并加入144g正辛酸以及2gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为130℃,搅拌反应48h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的350g中间产物,并加入146g正己二酸以及2.32g SO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为120℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M3。
实施例4
(1)在反应器中分别加入400g DMF、161g 4-丙基叠氮苯、2.5g CuI,并搅拌均匀,之后加入140g 7-辛炔-1-醇,在氮气环境下升温至65℃,并搅拌24小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的287g中间产物,并加入144g正辛酸以及2gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为135℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的570g中间产物,并加入202g葵二酸以及4gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为200℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1.5:1混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M4。
实施例5
(1)在反应器中分别加入350g DMF、161g 4-丙基叠氮苯、2g CuI,并搅拌均匀,之后加入140g 7-辛炔-1-醇,在氮气环境下升温至55℃,并搅拌36小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物Ⅰ;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的287g中间产物Ⅰ,并加入144g正辛酸以及2gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为135℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I,并将此作为混凝土介质传输抑制剂,记为M5。
实施例6
(1)在反应器中分别加入400g DMSO、161g 4-丙基叠氮苯、2.5g CuI,并搅拌均匀,之后加入112g 6-庚炔醇,在氮气环境下升温至65℃,并搅拌24小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的245g中间产物,并加入144g正辛酸以及2gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为135℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的570g中间产物,并加入160g庚二酸以及4gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为250℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M6。
实施例7
(1)在反应器中分别加入500g DMSO、231g结构式为(1)且R1为碳原子为8的烷基叠氮化物、3g CuI,并搅拌均匀,之后加入182g十二烷基-11-炔-1-醇,在氮气环境下升温至70℃,并搅拌48小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的385g中间产物,并加入144g正辛酸以及2gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为180℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(3)在反应器中加入步骤(1)所得的770g中间产物,并加入300g十七烷二酸以及6gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为230℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M7。
实施例8
(1)在反应器中分别加入500g DMSO、161g 4-丙基叠氮苯、3g CuI,并搅拌均匀,之后加入112g 6-庚炔醇,在氮气环境下升温至55℃,并搅拌24小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物Ⅱ;
(2)在反应器中加入步骤(1)所得的570g中间产物Ⅱ,并加入160g庚二酸以及4gSO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为150℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M8。
实施例9
(1-1)在反应器中分别加入450g DMSO、120g叠氮苯、2g CuI,并搅拌均匀,之后加入67g丙炔醇,在氮气环境下升温至65℃,并搅拌48小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物Ⅰ;
(1-2)在反应器中加入步骤(1)所得的175g中间产物Ⅰ,并加入144g正辛酸以及2.5g SO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为150℃,搅拌反应24h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂I;
(2-1)在反应器中分别加入400g DMF、161g 4-丙基叠氮苯、3.0g CuI,并搅拌均匀,之后加入112g 6-庚炔醇,在氮气环境下升温至60℃,并搅拌20小时,反应结束后,将得到的混合物用CH2Cl2萃取三次,合并有机相用无水Na2SO4进行干燥,之后过滤并旋转蒸发除去溶剂得到中间产物Ⅱ;
(2-2)在反应器中加入步骤(1)所得的570g中间产物Ⅱ,并加入160g庚二酸以及4.5g SO42-/TiO2,在氮气环境下将温度设为200℃,搅拌反应48h,且每1h分一次水,反应结束后即可得到抑制剂II;
将制得的抑制剂I与II按质量比1:1.2混和均匀,将此作为混凝土介质传输抑制剂,并记为M9。
对比例1
按照专利CN101269932A防水型阻锈剂及其制备方法中所述的制备方法,并按专利CN101269932A中实施列1制得的防水型阻锈剂,将此作为对比例记为R1。
对比例2
将市面所售有机硅烷3-氨基丙基三甲氧基硅烷作为对比例记为R2。
应用实施方式
1.阻锈性能
将上述方法制得的混凝土介质传输抑制剂参照JGJ/T192-2009《钢筋阻锈剂应用技术规程》中的试验方法进行盐水浸烘环境中防锈性能测试,试块的混凝土配合比按国家现行标准《混凝土外加剂》GB 8076和《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定进行设计,粗骨料粒径为5mm~15mm,砂率为0.38,水灰比为0.6。基准混凝土试块及掺加钢筋阻锈剂的混凝土试块中均应掺入3.5%氯化钠(以拌合水质量计),混凝土介质传输抑制剂的掺量为胶凝材料质量分数的1.0%。试块浸泡96h、烘72h为一个浸烘循环,4个循环后剖开混凝土试块,统计钢筋锈蚀面积。基准钢筋试件和掺加钢筋阻锈剂的钢筋试件的锈蚀面积百分率计算如下:
其中:Rn为4次循环后钢筋锈蚀面积百分率(%);An为4次循环后钢筋试件平均锈蚀面积(mm2);A0为4钢筋表面积(mm2)。可知A0钢筋表面积为1884mm2,试验计算结果于表1所示。
表1各实施例及对比例的阻锈性能
An(mm2) | Rn(%) | 钢筋锈蚀面积百分率减少(%) | |
基准 | 735 | 39.01 | - |
M1 | 210 | 11.15 | 71.43 |
M2 | 180 | 9.55 | 75.51 |
M3 | 215 | 11.41 | 70.75 |
M4 | 179 | 9.50 | 75.64 |
M5 | 201 | 10.67 | 72.65 |
M6 | 205 | 10.88 | 72.11 |
M7 | 185 | 9.82 | 74.83 |
M8 | 190 | 10.08 | 74.15 |
M9 | 175 | 9.28 | 76.18 |
R1 | 330 | 17.52 | 55.10 |
R2 | 590 | 31.32 | 19.72 |
从表1可以看出,本发明的混凝土介质传输抑制剂掺入混凝土中可以明显抑制钢筋的锈蚀,从各个实施例可以看出,钢筋锈蚀面积百分率减少均在70%以上,而对比例R2只能减少20%以内,无良好的阻锈效果。
2.混凝土渗透性能及吸水率
参照JC/T 2553-2019《混凝土抗侵蚀抑制剂》中的试验方法进行混凝土配合比设计,P·I 42.5水泥用量为380kg/m3,河砂砂率为38%~42%,用水量为190kg/m3,所用混凝土介质传输抑制剂的掺量为胶凝材料的1.0%,空白组为不加传输抑制剂。对比研究了不同样品对混凝土7d吸水率以及28d氯离子扩散系数的影响,其中吸水率参照JC/T 2553-2019,氯离子扩散系数参照GB50082《普通混凝土中长期性能和耐久性能试验方法表准》中快速氯离子迁移系数法即RCM法进行,试验结果如表2所示。
表2各实施例及对比例的氯离子扩散系数及吸水率
实施例 | 氯离子扩散系数/(10-12m2/s) | 吸水率 |
空白组 | 8.51 | 2.53 |
M1 | 6.43 | 0.52 |
M2 | 6.52 | 0.43 |
M3 | 6.78 | 0.55 |
M4 | 6.59 | 0.50 |
M5 | 6.94 | 0.60 |
M6 | 6.65 | 0.49 |
M7 | 6.61 | 0.51 |
M8 | 6.75 | 0.45 |
M9 | 6.55 | 0.53 |
R1 | 8.33 | 0.71 |
R2 | 8.45 | 0.86 |
从表2可以测试结果可知,本发明的混凝土介质传输抑制剂掺入混凝土中可以明显地降低氯离子扩散系数即抑制氯离子传输,且可以有效得的降低混凝土吸水率,而对比例虽然可以一定幅度的降低混凝土吸水率但是对于氯离子扩散系数未有良好的降低效果。可见,本发明的混凝土介质传输抑制剂具有良好的抗渗透性能。
3.疏水性能测试
成型净浆试块其配比:水胶比为0.35,水泥为海螺P.O42.5硅酸盐水泥,所用混凝土介质传输抑制剂的掺量为胶凝材料的1.0%,空白组为不加传输抑制剂。准养护7d后进行接触角测试,其测试结果如表3所示。
表3混凝土接触角测试结果
实施例 | 接触角(°) |
空白组 | 9.5 |
M1 | 103.2 |
M2 | 106.5 |
M3 | 102.1 |
M4 | 101.5 |
M5 | 95.6 |
M6 | 102.7 |
M7 | 104.3 |
M8 | 96.9 |
M9 | 100.5 |
R1 | 75.3 |
R2 | 80.2 |
从接触角测试结果可知,未加入混凝土介质传输抑制剂的净浆试块,接触角较小,疏水性能较差,而加入本发明抑制剂后接触角均在90°以上,可见本发明的混凝土介质传输抑制剂加入净浆中参与水泥水化,具有优良的疏水性能。
综上所述,本发明的混凝土介质传输抑制剂既有良好的阻锈性能又有良好的疏水性能,既可降低混凝土吸水率,又可降低氯离子扩散系数,实现了一种分子结构多功能化
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种混凝土介质传输抑制剂,其特征在于,所述抑制剂选自抑制剂Ⅰ及抑制剂Ⅱ的一种或两种任意比例混合,所述抑制剂Ⅰ为结构通式(1)所示,所述抑制剂Ⅱ为结构通式(2)所示;
其中m、x独立地选择1-15的整数,n、y独立地选择4-35的整数,R1、R2独立地为H或碳原子数为1-10的烷基;
所述抑制剂Ⅰ由叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ在催化剂A1下反应得到中间产物Ⅰ,之后加入一元脂肪酸在催化剂B1反应后即可得抑制剂Ⅰ;所述叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ摩尔比为1:1.0-1.2,所述中间产物Ⅰ与一元脂肪酸摩尔比为1:1;
所述抑制剂Ⅱ由叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ在催化剂A2下反应得到中间产物Ⅱ,之后加入二元脂肪酸在催化剂B2反应后即可得抑制剂Ⅱ;所述叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ摩尔比为1:1.0-1.2,所述中间产物Ⅱ与二元脂肪酸摩尔比为2:1;
所述叠氮化物Ⅰ、叠氮化物Ⅱ的结构通式分别见式(3)、式(4),
其中R1、R2独立地为H或碳原子数为1-10的烷基;
所述炔醇Ⅰ、炔醇Ⅱ的结构通式分别见式(5)、式(6),
其中m、x独立地选择1-15的整数;
所述催化剂A1、A2均为CuI;
所述催化剂B1、B2均为SO42-/TiO2;
所述一元脂肪酸为CH3(CH2)nCOOH,其中n为4-35的整数;
所述二元脂肪酸为COOH(CH2)yCOOH,其中y为4-35的整数。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土介质传输抑制剂,其特征在于,所述中间产物Ⅰ、中间产物Ⅱ的结构通式分别见式(7)、式(8)
3.根据权利要求2所述的一种混凝土介质传输抑制剂,其特征在于,所述催化剂A1、A2均为CuI,其掺量均分别为所述反应步骤中叠氮化物质量的1-2%;
所述催化剂B1、B2均为SO42-/TiO2,催化剂B1、B2中硫酸盐与TiO2任意比例混合,其掺量均分别为所述反应步骤中脂肪酸质量的1-3%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种混凝土介质传输抑制剂,其特征在于,所述抑制剂Ⅰ的具体制备方法为:
(1)在氮气环境下,加入有机溶剂S1,催化剂A1,并将叠氮化物Ⅰ与炔醇Ⅰ依次加入反应器中,在反应温度为40-70℃下搅拌6-48h,反应结束后用CH2Cl2萃取三次,并用无水Na2SO4干燥,过滤并旋蒸除去溶剂得到中间产物Ⅰ;
(2)将中间产物Ⅰ加入反应器中,并加入一元脂肪酸以及催化剂B1,在氮气环境下搅拌反应4-48h,其反应温度为100-250℃,且每1h分水一次,反应结束后即可得抑制剂Ⅰ;
所述有机溶剂S1为二甲基亚砜DMSO或二甲基甲酰胺DMF;所述有机溶剂S1的用量均分别为所述反应步骤中叠氮化物的2-5倍以质量计。
5.根据权利要求1至3任一项所述的一种混凝土介质传输抑制剂,其特征在于,所述抑制剂II的具体制备方法为:
(1)在氮气环境下,加入有机溶剂S2,催化剂A2,并将叠氮化物Ⅱ与炔醇Ⅱ依次加入反应器中,在反应温度为40-70℃下搅拌6-48h,反应结束后用CH2Cl2萃取三次,并用无水Na2SO4干燥,过滤并旋蒸除去溶剂得到中间产物Ⅱ;
(2)将中间产物Ⅱ加入反应釜中,并加入二元脂肪酸以及催化剂B2,在氮气环境下搅拌反应8-48h,其反应温度为100-250℃,且每1h分水一次,反应结束后即可得抑制剂II;
所述有机溶剂S2为二甲基亚砜DMSO或二甲基甲酰胺DMF;所述有机溶剂S2的用量均分别为所述反应步骤中叠氮化物的2-5倍以质量计。
6.权利要求4或5所述的一种混凝土介质传输抑制剂的应用方法,其特征在于,所述的混凝土介质传输抑制剂加入混凝土中,其所用掺量为胶凝材料质量分数的0.1%~10%。
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GR01 | Patent grant | ||
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