【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土外加剂，具体为一种保水型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着建筑行业的不断发展，优质混凝土原材料日益减少，含泥量较高的河砂和碎石在市场上被广泛应用，但此类河砂和碎石会对混凝土性能和质量造成不同程度的影响；同时作为最有可能替代河砂的机制砂也存在大量问题，如石粉含量高、砂级配不合理等。这些情况都会极易导致混凝土在泵送时出现离析、泌水的不稳定状态，进而产生堵泵，给混凝土施工带来质量下降等风险。
2、针对上述问题，现阶段主要通过增加减水剂的掺量，或掺入不同功能的辅料等方式来解决。但是提高减水剂的掺量不仅会增加成本，并且需要使用粘度调节剂来调节混凝土的粘度，这又会出现粘度调节剂与聚羧酸减水剂之间相容性差的新问题。
技术实现思路
1、针对现有技术，本专利技术开发了一种保水型聚羧酸减水剂及其制备方法，该种保水型聚羧酸减水剂的减水率、保水性、抗泥性能良好，能有效改善混凝土和易性。
2、基于此，本专利技术的第一目的是提供一种保水型聚羧酸减水剂，按重量份数计，包括以下原料：300～400份聚醚大单体、5～20份不饱和保水型功能单体、25～50份不饱和酸、2～8份氧化剂、0.8～2.0份链转移剂、0.1～1.0份还原剂、300～760份水、以及5～20份碱液；所述不饱和保水型功能单体的原料，按重量份数计，20～30份魔芋葡甘低聚糖、2～20份马来酸酐、0.2～0.5份催化剂、200份水；所述魔芋葡甘低聚糖的结构通式为(c6h10o5)n，n为2～10
3、进一步地，所述保水型聚羧酸减水剂的数均分子量为20000～50000，且具有如下所示的结构式：
4、
5、其中：r为-h、-ch3、-cooh、-ch2cooh中的任意一种，r1为-h或-ch3，r2为-ch2-、-ch2ch2-、-och2ch2-、-o(ch2ch2)2-，r4为-h或-coc＝chcooh。
6、a为1～150的整数，b为1～50的整数，c为1～100的整数，m为10～60的整数。
7、进一步地，所述魔芋葡甘低聚糖由生物质材料魔芋葡甘露聚糖降解获得。
8、进一步地，所述聚醚大单体包括异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚、2-羟乙基乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种。
9、进一步地，所述不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸中的至少一种。
10、进一步地，所述氧化剂包括双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
11、进一步地，所述还原剂包括bruggolite ff6、抗坏血酸、甲醛次硫酸氢钠、次磷酸钠中的至少一种。
12、进一步地，所述链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、次磷酸钠中的至少一种。
13、进一步地，所述催化剂包括浓硫酸。
14、进一步地，所述碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
15、进一步地，所述碱液的质量浓度为30％～35％。
16、本专利技术的第二目的是提供一种保水型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：所述聚醚大单体、不饱和保水型功能单体、不饱和酸，在链转移剂、引发剂、还原剂的作用下发生共聚反应，共聚反应产物使用所述碱液中和ph后，得到所述保水型聚羧酸减水剂。
17、进一步地，所述不饱和保水型功能单体的制备方法包括以下步骤：所述魔芋葡甘低聚糖和马来酸酐在催化剂的催化作用下反应，反应时间为3～5h，温度为30～50℃，反应结束后脱水，得到所述不饱和保水型功能单体
18、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
19、1、本专利技术所使用的魔芋葡甘低聚糖由生物质材料魔芋葡甘露聚糖降解获得，绿色环保，成本低廉，并且魔芋葡甘低聚糖的分子量更小，水溶性更好。
20、2、本专利技术中魔芋葡甘低聚糖与马来酸酐发生酯化反应，使魔芋葡甘低聚糖结构中引入可以参与共聚反应的碳碳双键；酯化产物魔芋葡甘低聚糖马来酸酯中含有大量的羰基、羟基等亲水基团，可以通过分子偶极、氢键、诱导偶极、瞬时偶极等作用力与大量的水分结合，使得减水剂分子具有较好的保水性。
21、3、酯化产物魔芋葡甘低聚糖马来酸酯中有大量羟基(-oh)和乙酰基(ch3co-)两类基团；在水泥水化产生的强碱性环境中会发生脱乙酰基反应，在水泥熟料表面原位形成凝胶网络，有效抑制了水迁移和无机离子的溶解。此外酯化产物中富含的活性羟基与ca2+螯合，阻碍了水化产物(ch、csh)的形核与生长，具有缓凝作用。
22、4、酯化产物魔芋葡甘低聚糖马来酸酯具有较大位阻效应，可阻挡聚醚侧链进入粘土层间，降低了聚羧酸减水剂的粘土敏感性，特别是对蒙脱土的敏感性，具体表现为良好的和易性和混凝土坍落度1h经时损失减少，有效提高了混凝土的抗泥性能。
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1.一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：300～400份聚醚大单体、5～20份不饱和保水型功能单体、25～50份不饱和酸、2～8份氧化剂、0.8～2.0份链转移剂、0.1～1.0份还原剂、300～760份水、以及5～20份碱液；所述不饱和保水型功能单体的原料，按重量份数计，20～30份魔芋葡甘低聚糖、2～20份马来酸酐、0.2～0.5份催化剂、200份水；所述魔芋葡甘低聚糖的结构通式为(C6H10O5)n，n为2～10。
2.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚醚大单体包括异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚、2-羟乙基乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述氧化剂包括双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述链转移剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、次磷酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述催化剂包括浓硫酸。
8.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述碱液包括氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
9.一种如权利要求1～8任一项所述保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：所述聚醚大单体、不饱和保水型功能单体、不饱和酸，在链转移剂、引发剂、还原剂的作用下发生共聚反应，共聚反应产物使用所述碱液中和pH后，得到所述保水型聚羧酸减水剂。
10.根据权利要求9所述的一种保水型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述不饱和保水型功能单体的制备方法包括以下步骤：所述魔芋葡甘低聚糖和马来酸酐在催化剂的催化作用下反应，反应时间为3～5h，温度为30～50℃，反应结束后脱水，得到所述不饱和保水型功能单体。
...【技术特征摘要】
1.一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：300～400份聚醚大单体、5～20份不饱和保水型功能单体、25～50份不饱和酸、2～8份氧化剂、0.8～2.0份链转移剂、0.1～1.0份还原剂、300～760份水、以及5～20份碱液；所述不饱和保水型功能单体的原料，按重量份数计，20～30份魔芋葡甘低聚糖、2～20份马来酸酐、0.2～0.5份催化剂、200份水；所述魔芋葡甘低聚糖的结构通式为(c6h10o5)n，n为2～10。
2.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚醚大单体包括异戊烯基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚、2-羟乙基乙烯基醚聚氧乙烯醚中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述氧化剂包括双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种保水型聚羧酸减水剂，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱艳姣，熊浩男，沈聪聪，朱巧勇，朱葛鈜，蒋卓君，许叶青，洪健，吴成均，
申请(专利权)人：科之杰新材料集团浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：
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