一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，所述聚羧酸减水剂是以不饱和聚醚大单体、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体、丙烯酸为原料，在引发剂和链转移剂存在下通过自由基共聚反应聚合而成的共聚物；不饱和聚醚大单体选自APEG、HPEG或TPEG中的任意一种或两种；引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾中的至少一种；链转移剂选自巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠或丙烯磺酸钠中的至少一种。本发明专利技术设计合成的聚羧酸减水剂分子侧链上既含有葡萄糖基又含有季铵盐基团，比现有聚羧酸减水剂具有更强的吸附能力，葡萄糖结构还可与水泥溶合时水泥颗粒表面形成一层稳定溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，阻碍了水化的进行而提高保坍性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料外加剂
，具体涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、保坍性能高、分子结构可调、环境友好等诸多优点，现已被广泛应用于桥梁、公路、隧道、高层建筑等工程。近年来，随着国内基建工程量剧增，导致砂石用量增加，优质砂石越来越少，使得更多的混凝土不得不采用一些含泥量较高砂石，在工程实际应用中发现，市售聚羧酸减水剂对砂石中的泥土比较敏感，随着泥含量的增加，其分散性和分散保持性显著降低，导致混凝土的工作性能下降，故如何提高聚羧酸减水剂的抗泥性已经成为亟需解决的问题。为此，研制出能够有效适应砂石中的含泥量的聚羧酸减水剂，对混凝土外加剂和混凝土行业的发展都具有重要的意义。聚羧酸类减水剂是一种带有长侧链的梳状分子结构的大分子表面活性剂，其分子结构较好的可设计特性是多功能型聚羧酸减水剂发展基础。因此，通过分子结构设计法创新性地使用含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体制备出抗泥保坍性能较好的聚羧酸减水剂，大大可以提高聚羧酸减水剂适应砂石中的含泥量，进而改善减水剂保坍性能和抗泥土性能，表现出较好的市场应用前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，解决现有聚羧酸减水剂适应性差，对含泥量较高的混凝土易出现保坍性能不足的缺陷、离析泌水及和易性差等问题。本专利技术的一种抗泥型聚羧酸减水剂，其化学结构通式如下式(I)所示：其中R1为-H或-CH3；R2为-CH2-或-CH2CH2-；y、x、m、n均为非0整数。本专利技术优选的抗泥型聚羧酸减水剂，其结构如上述式(I)所示，所述的不饱和聚醚大分子单体的分子量为1000-3000；最优选2400。本专利技术优选的抗泥型聚羧酸减水剂，其结构如上述式(I)所示，所述的R1为-CH3且R2为-CH2CH2-。本专利技术优选的所述抗泥型聚羧酸减水剂是以不饱和聚醚大单体、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体、丙烯酸为原料，在引发剂和链转移剂存在下通过自由基共聚反应聚合而成的共聚物；所述的不饱和聚醚大单体选自烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)或异戊烯聚氧乙烯醚(TPEG)中的任意一种或两种；所述的含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体的结构如下式(II)所示；所述的引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾中的至少一种；所述的链转移剂选自巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠或丙烯磺酸钠中的至少一种。本专利技术优选的制备所述抗泥型聚羧酸减水剂的方法，包括以下步骤：1)取所述的不饱和聚醚大单体、丙烯酸、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体、引发剂和链转移剂与水在50-70℃共聚反应3-5小时，得到共聚物溶液；其中，各原料占总反应体系的摩尔百分比分别为：不饱和聚醚大单体15-25％，丙烯酸60-80％，含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体1-10％，引发剂0.5-5％，链转移剂0.01-0.5％，余量为水；2)将1)所得共聚物溶液降温至40℃以下，然后用碱性物质调整pH值在6.0-7.0的范围内，得到澄清溶液即为所述抗泥型聚羧酸减水剂。本专利技术优选的方案中，所述的烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)或异戊烯聚氧乙烯醚(TPEG)的分子量在1000-3000。本专利技术进一步优选的方案中，1)所述的共聚反应温度为57-60℃。本专利技术所述与现有聚羧酸减水相比，具有以下优点：结构新颖，设计合理，设计合成的聚羧酸减水剂分子侧链上既含有葡萄糖基又含有季铵盐基团，比现有聚羧酸减水剂具有更强的吸附能力，季铵盐基团所带的正电荷基团产生对泥土的吸附，减少了泥土对水泥颗粒的影响，大大提高聚羧酸减水剂的分散能力和流动性，同时葡萄糖结构还可与水泥溶合时水泥颗粒表面形成一层稳定溶剂化水膜，阻止了水泥颗粒间的直接接触，阻碍了水化的进行而提高保坍性能；同时该减水剂分子链上含有的羧基、多羟基和季铵盐基团的协同作用有利于其对水泥和泥土颗粒表面的润湿、吸附以及骨料颗粒间的相对润滑，从而使抗泥型聚羧酸减水剂具有良好的分散性及分散保持性，表现出较好的抗泥性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详述。实施例1一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250g、聚醚大单体APEG300g，所用APEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.6g过硫酸铵和16g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在3小时内分别滴加由丙烯酸42g、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体10g、水72g组成的混合水溶液和抗坏血酸0.65g、巯基丙酸1.5g、水85g组成的混合溶液，温度保持在57-60℃之间；滴加完成后继续反应2小时，然后降温至30-35℃，加入30％氢氧化钠溶液及稀释水，得到pH为6-7浓度为40％左右的抗泥型聚羧酸减水剂，其结构式如下公式所示：实施例2一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250g、聚醚大单体HPEG300g，所用HPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.6g过硫酸铵和16g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在3小时内分别滴加由丙烯酸42g、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体10g、水72g组成的混合水溶液和抗坏血酸0.65g、巯基丙酸1.5g、水85g组成的混合溶液，温度保持在57-60℃之间；滴加完成后继续反应2小时，然后降温至35-40℃，加入30％氢氧化钠溶液及稀释水，得到pH为6-7浓度为40％左右的抗泥型聚羧酸减水剂，其结构式如下公式所示：实施例3一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250g、聚醚大单体TPEG300g，所用TPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入3.6g过硫酸铵和16g水的混合溶液搅拌10分钟使其充分溶解。在3小时内分别滴加由丙烯酸42g、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体10g、水72g组成的混合水溶液和抗坏血酸0.65g、巯基丙酸1.5g、水90g组成的混合溶液，温度保持在57-60℃之间；滴加完成后继续反应2小时，然后降温至35-40℃，加入30％氢氧化钠溶液及稀释水，得到pH为6-7浓度为40％左右的抗泥型聚羧酸减水剂，其结构式如下公式所示：实施例4一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：在装有温度计、电动搅拌器、恒温电热套、蠕动泵的1000mL的四口圆底烧瓶中加入水250g、聚醚大单体TPEG300g，所用TPEG的分子量为2400，搅拌升温至58℃，溶解均匀后直接加入4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：其化学结构通式如下式(I)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：其化学结构通式如下式(I)所示：



其中R1为-H或-CH3；R2为-CH2-或-CH2CH2-；y、x、m、n均为非0整数。


2.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的不饱和聚醚大分子单体的分子量为1000-3000。


3.如权利要求2所述的抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的不饱和聚醚大分子单体的分子量为2400。


4.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的R1为-CH3且R2为-CH2CH2-。


5.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述抗泥型聚羧酸减水剂是以不饱和聚醚大单体、含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体、丙烯酸为原料，在引发剂和链转移剂存在下通过自由基共聚反应聚合而成的共聚物；所述的不饱和聚醚大单体选自烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)或异戊烯聚氧乙烯醚(TPEG)中的任意一种或两种；所述的含葡萄糖基不饱和阳离子功能单体的结构如下式(II)所示；所述的引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾中的至少一种；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳会幼，
申请(专利权)人：贵州中兴南友建材有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52