一种超早强聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超早强聚羧酸减水剂，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)所示的化合物，本发明专利技术的超早强聚羧酸减水剂以活性大单体为原料合成，在进一步提高减水剂的空间位阻效应的同时，在分子中引入阳离子，而阳离子有良好的抗泥性，从而提高减水剂的减水率，耐泥性及对水泥的适应性。对泥土具有更好的容忍度，与泥土不发生连插层反应。本发明专利技术的超早强聚羧酸减水剂的阳离子能抑制泥土的膨胀，从而减少泥土对外加剂的吸附。本发明专利技术的超早强聚羧酸减水剂可加速水泥的水和化作用，具有超早强作用。本发明专利技术的超早强聚羧酸减水剂在普通混凝土中，具有超早强、耐泥作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种减水剂，具体设及一种超早强聚簇酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，混凝±外加剂的研究与生产已趋向朝着高性能、无污染方向发展，混凝± 减水剂是混凝上外加剂中应用面最广，使用量最大的一种。减水剂渗入新拌混凝上中，能够 破坏水泥颗粒的絮凝结构，起到分散水泥颗粒及水泥水化颗粒的作用，从而释放出絮凝结 构中的自由水，增大混凝上拌合物的流动性。PCEs减水剂属于阴离子型表面活性剂，渗入水 泥浆体中，吸附在带有阳离子的水泥颗粒表面，并离解成亲水和亲油作用的有机阴离子基 团。 减水剂分子骨架由主链和较多的支链组成。主链上含有较多的活性基团，且极性 较强，依靠运些活性基团，主链可W"错固"在水泥颗粒表面上，而侧链具有亲水性，可W伸 展在液相中，从而在水泥颗粒表面形成较大的立体吸附结构，产生空间位阻效应，从而使水 泥颗粒分散并稳定。簇酸根离子使水泥颗粒带上的负电荷在水泥颗粒之间产生静电排斥作 用，并使水泥颗粒分散，增大水泥颗粒与水的接触，使水泥充分水化。在分散水泥颗粒的过 程中，释放出凝聚体所包含的自由水，改善了和易性，减少了拌水量。 RCOO与化2+离子作用形成络合物，降低了溶液中的化2碟度，延缓Ca(OH)2形成 结晶，减少C-H-S凝胶的形成，延缓了水泥的水化。 具有梳型分子结构的聚簇酸减水剂（PCEs)通常由聚乙氧基（阳0)侧链接枝到阴 离子的主链上构成，PEO侧链在悬浮于水相的水泥颗粒之间产生空间位阻效应，通过调整 PCEs的分子结构，可W达到不同的目的，如保巧性好，减水率高，粘聚性好，耐泥性好等，加 之低成本、无污染等优点，聚簇酸减水剂的研究已成为国内外混凝上外加剂研究开发的热 点。 聚簇酸系减水剂的主要原料有不饱和酸，如马来酸酢，马来酸和丙締酸、甲基丙締 酸等可聚合的簇酸，聚链締基控、酸、醇等締基物质，聚苯乙締横酸盐或醋和丙締酸盐、醋、 苯二酪、丙締酷胺等，合成方法大体上有可聚合单体直接共聚、聚合后功能化法、原位聚合 与接枝等。 可聚合单体直接共聚：运种合成方法一般是先制备具有聚合活性的侧链活性大单 体（通常为甲氧基聚乙二醇甲基丙締酸醋），然后将一定配合比的单体混合在一起，直接采 用溶液聚合而得成品。运种聚合方法，工艺简单，但前提是要合成活性可聚合活性大单体， 而活性大单体的性能直接决定和影响着最终产品聚簇酸减水剂的性能。 目前我国市场用于生产PCEs减水剂的活性活性大单体主要有：MPEG:聚乙二醇单甲酸 VPEG: 4-径下基乙締基酸聚氧乙締酸APEG:締丙醇聚氧乙締酸 HPEG:异下締醇聚氧乙締酸 T阳G:异戊締醇聚氧乙締酸 APEG为棒状刚性结构，对水泥吸附量高，而TPEG微观结构是星状聚合物，具有柔 性链段微观结构，对水泥吸附量少。 APEG是合成聚簇酸系高性能减水剂的主要原料，合成的PCEs减水剂具有分散性 好、渗量低，减水率高、适应性好等优点；缺点是水泥适应性差，巧落度经时损失大。HPEG 与TPEG为原料生产的减水剂，减水率相差不大，但夏天使用，保巧性差距较大，水泥适应性 稍差。使用TPEG为主要原料生产的聚簇酸减水剂，减水率高，保巧性好，对水泥适应性强， 生产工艺设备简单，为聚簇酸减水剂制造商所青睐。但由于我国混凝±原材料的复杂性及 多样性，尤其是当砂石的泥±含量大时，混凝±的巧落度损失大，由TPEG生产的聚簇酸减 水剂，由于PEG侧链与泥±发生连插层反应，使其耐泥性差，满足不了混凝±施工性能的要 求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种超早强聚簇酸减 水剂及其制备方法，该减水剂在分子结构中具有阳离子电荷，由于其独特的两性结构及空 间位阻效应，使得其具有独特的分散能力，减水率高，巧落度保持性好，耐泥±性好。 为实现上述目的，所采取的技术方案：一种超早强聚簇酸减水剂，所述超早强聚簇 酸减水剂为式（I)所示的化合物，所述式（I)所示的化合物的结构式如下：其中a为1~80的整数，b为1~80的整数，C为1~50的整数；1为1~50的 整数； 别独自为Cl3烷基；X为Cl、化或I;m为5~200的整数，n为O~50的整数，Z为I~ 150的整数。 本专利技术提供了上述所述的超早强聚簇酸减水剂的制备方法，所述方法包括W下步 骤：将活性大单体，甲基丙締酸、丙締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种，APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种，丙締酷胺和2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸中的一种，水和分子量调节 剂混合，升溫至85~95°C，滴加引发剂，滴加时间为1~lOh，滴加完毕后保溫，保溫时间为 1~12h，然后降溫至45~50°C，加入氨氧化钢溶液调节抑至7. 0-8. 0,得到超早强聚簇酸 减水剂； 所述活性大单体为式（II)所示的化合物，所述式（II)所示的化合物的结构式 如下：X为Cl、化或I;m为5~200的整数，n为0~50的整数，Z为1~150的整数。[002引优选地，所述m为10~180的整数，所述n为0~40的整数，所述Z为！~100 的整数。更优选地，所述m为12~100的整数，所述n为0~30的整数，所述Z为！~80 的整数。 优选地，所述活性大单体，甲基丙締酸、丙締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种， APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种与丙締酷胺和2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸中的一种的 摩尔比为所述活性大单体：甲基丙締酸、丙締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种：A阳G、HPEG、 VPEG和TPEG中的一种：丙締酷胺和2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸中的一种=1. 0~3. 0 : 1 ~6. 0 :1 :0. 2 ~6. 0。 优选地，所述分子量调节剂为琉基化合物和异丙醇中的至少一种，所述分子量调 节剂的用量为所述活性大单体，甲基丙締酸、丙締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种，APEG、 HPEG、VPEG和TPEG中的一种与丙締酷胺和2-丙締酷胺-2-甲基丙横酸中的一种的总摩尔 数的0. 005~5%。更优选地，所述分子量调节剂为3-琉基丙酸、琉基乙酸、琉基乙醇、吊 白块和异丙醇中的至少一种，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体，甲基丙締酸、丙 締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种与APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种的总摩尔数的1~ 3. 5%。最优选地，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体，甲基丙締酸、丙締酸、衣康 酸和马来酸酢中的一种与APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种的总摩尔数的1. 2~2. 5%。 优选地，所述引发剂的滴加时间为2~化；所述保溫时间为2~地。 优选地，所述氨氧化钢溶液的质量浓度为30% ;所述引发剂是过硫酸钟、过硫酸 锭、双氧水和过氧化苯甲酯中的一种，所述引发剂的用量为所述活性大单体，甲基丙締酸、 丙締酸、衣康酸和马来酸酢中的一种，APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种与丙締酷胺和2-丙 締酷胺-2-甲基丙横酸中的一种的总摩尔数的0. 05%~5%。 优选地，所述阳离子季锭盐PEO活性大单体由W下方法制备而成： (1)将締丙醇、异下締醇、4-径下基乙締基酸和异戊締醇中的一种，环氧乙烧和 环氧乙烧与环氧丙烷的混合物中的一种，与环氧面丙烷混合，加入催化剂，在溫度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超早强聚羧酸减水剂，其特征在于，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)所示的化合物，所述式(Ⅰ)所示的化合物的结构式如下：其中a为1～80的整数，b为1～80的整数，c为1～50的整数；l为1～50的整数；A为R为H或CH3；B为C为M为R2、R3和R4分别独自为C1‑3烷基；X‑为Cl‑、Br‑或I‑；m为5～200的整数,n为0～50的整数,z为1～150的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张小富，赵利华，白淑英，
申请(专利权)人：广东红墙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44