【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料，具体涉及一种改性聚醚减水剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、超高性能混凝土(uhpc)具有超高强度、高韧性、低渗透性和高耐久性等优异性能，正在逐渐替代普通混凝土应用于一些特殊技术要求的建筑结构中。然而，因uhpc超高的胶材用量和超低的水胶比设计，使得常规聚羧酸减水剂应用低水胶比的uhpc中表现出减水率不足，因此导致掺量大，搅拌时间长，uhpc粘度大且流动性不足等问题。
2、许文英等通过在主链和侧链同时引入氨基基团，在侧链引入疏水基团和超支化结构，研发了uhpc用超高性能减水剂。该减水剂在0.2以下低水胶比，具有高减水率和降粘功能。但该工艺需要合成超支化单体、聚琥珀酰亚胺等中间原料，涉及高温、高压反应，时间周期长且操作复杂(文献：uhpc用超高性能减水剂的合成与性能研究，新型建筑材料，2022年001期)。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改性聚醚减水剂及其制备方法与应用。该改性聚醚减水剂具有减水率高、降粘效果好等特性，应用在uhpc体系能够明显提高uhpc的倒筒时间，且不影响uhpc的后期强度，同时制备过程中不涉及高温、高压反应。
2、具体地，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种改性聚醚减水剂，其制备原料中使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚。
4、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚，也称为环氧乙烷环氧丙烷共聚醚，其性能可以通过相对分子质量以及环氧乙烷和环氧丙烷比例不同进行调控。环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚分为e
5、本专利技术技术方案中，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚指的是epe型嵌段共聚醚。
6、作为优选，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中，环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段比例为7:3～4:6；更优选为6:4～5:5。
7、作为优选，所述改性聚醚减水剂的制备原料中同时使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯。
8、作为优选，所述改性聚醚减水剂的制备原料包括：环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐。
9、进一步优选的，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐的质量比为1:(2～4):(2～5):(0.2～0.5):(0.3～0.5)。
10、进一步优选的，所述不饱和聚氧乙烯基醚选自异戊烯基聚氧乙烯基醚、异丁烯基聚氧乙烯基醚、烯丙基聚氧乙烯基醚、乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种；更优选为异戊烯基聚氧乙烯基醚和/或乙二醇单乙烯基聚氧乙烯基醚。
11、作为优选，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和不饱和聚氧乙烯基醚的分子量均为2200～4500克/摩尔；更优选为2400～3000克/摩尔。
12、作为优选，所述改性聚醚减水剂的制备原料中还含有引发剂和还原剂。
13、进一步优选的，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、双氧水中的至少一种；更优选为过硫酸钾。
14、进一步优选的，所述还原剂选自抗坏血酸、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠中的一种；更优选为亚硫酸氢钠。
15、本专利技术还提供了一种上述改性聚醚减水剂的制备方法，包括以下步骤：
16、1)将甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯、马来酸酐和不饱和聚氧乙烯基醚共同溶解于水中，得到底液；
17、2)将环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和丙烯酸共同溶解于水中，得到滴加液a；
18、将引发剂溶解于水中，得到滴加液b；
19、将还原剂溶解于水中，得到滴加液c；
20、3)将所述底液加热至一定温度，然后将所述滴加液a、滴加液b和滴加液c同时滴加至所述底液中进行自由基聚合反应，滴加结束后继续保温一段时间，即得。
21、作为优选，步骤3)中，将所述底液加热至50～80℃。
22、作为优选，步骤3)中，所述滴加得时间为2～4小时。
23、作为优选，步骤3)中，滴加结束后继续保温20～60min。
24、本专利技术还提供上述改性聚醚减水剂在水胶比为0.14～0.2的超高性能混凝土中的应用。
25、作为优选，所述改性聚醚减水剂的折固掺量不超过1％。
26、本专利技术的有益效果至少在于：
27、1)本专利技术提供的改性聚醚减水剂，制备原料中使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚。传统聚羧酸减水剂的分散作用主要依靠侧链的空间位阻效应，相比环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚的憎水甲基远离水分子，位阻效应更强；同时环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚容易蜷缩折叠，分子体积更小，相对更易插入超高性能混凝土超低水胶比的颗粒间隙中(uhpc体系胶凝材料基于最紧密堆积设计，超细粉料颗粒间隙远远小于普通混凝土)，从而发挥其空间位阻效果，降低混凝土粘度；
28、2)本专利技术提供的改性聚醚减水剂，制备原料中使用了具有磷酸结构的甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯，该结构可在碱性条件下水解释放出磷酸基团。相比羧基等吸附基团，磷酸基团对硅灰等微纳米材料表面吸附能力更强，该结构吸附在硅灰表面，与环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚协同作用实现对硅灰等颗粒的充分分散，同时该结构在浆体中缓慢释放，可实现uhpc工作性的持续保持；
29、3)本专利技术提供的改性聚醚减水剂，在制备过程中将环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚通过滴加的方式加入到反应体系中，同时引入马来酸酐调节减水剂主链结构，制备的减水剂分子量分布范围更广，其中分子量、分子尺寸较大的分子可对较大尺寸的水泥颗粒进行吸附，而分子量、分子尺寸较小的分子可对微纳米粉料的进行吸附，实现对不同尺寸颗粒的全面吸附分散；
30、4)本专利技术提供的改性聚醚减水剂，通过对原料组成、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段比例、引发剂的选择进行优化，进一步提高了减水剂的的混凝土工作性能和力学性能。
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1.一种改性聚醚减水剂，其特征在于，其制备原料中使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚。
2.根据权利要求1所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中，环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段比例为7:3～4:6；优选为6:4～5:5。
3.根据权利要求1或2所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述改性聚醚减水剂的制备原料中同时使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述改性聚醚减水剂的制备原料包括：环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐。
5.根据权利要求4所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐的质量比为1:(2～4):(2～5):(0.2～0.5):(0.3～0.5)。
6.根据权利要求4所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述不饱和聚氧乙烯基醚选自异戊烯基聚氧乙烯基醚、异丁烯基聚氧乙烯基醚、烯丙基聚
7.根据权利要求4所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和不饱和聚氧乙烯基醚的分子量均为2200～4500克/摩尔；优选为2400～3000克/摩尔。
8.根据权利要求1或2所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述改性聚醚减水剂的制备原料中还含有引发剂和还原剂；
9.权利要求1-8任一项所述改性聚醚减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1-8任一项所述改性聚醚减水剂在水胶比为0.14～0.2的超高性能混凝土中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种改性聚醚减水剂，其特征在于，其制备原料中使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚。
2.根据权利要求1所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚中，环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段比例为7:3～4:6；优选为6:4～5:5。
3.根据权利要求1或2所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述改性聚醚减水剂的制备原料中同时使用了环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚和甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述改性聚醚减水剂的制备原料包括：环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐。
5.根据权利要求4所述的改性聚醚减水剂，其特征在于，所述环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚、不饱和聚氧乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟乙酯磷酸酯和马来酸酐的质量比为1:(2～4):(2～5):...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文，张磊，高育欣，刘明，张意，曾超，罗遥凌，闫松龄，
申请(专利权)人：中建西部建设建材科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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