[发明专利]一种具有阻泥效果的聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学建材建筑的技术领域，尤其涉及一种具有阻泥效果的聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

在北方地区，目前大多数搅拌站使用的砂、石材料质量较差，含泥量或石粉含量偏高，为了使混凝土达到初始效果，在制作过程中会提高聚羧酸减水剂掺量，而这通常会导致在基材变化时施工过程中泌水，泵送过程离析等，无法满足实际施工的要求，针对这一问题，目前最常采用的方法主要如下：

1：换用对含泥量波动不太敏感萘系-氨基-脂肪族复配减水剂，在秋冬季节，容易结晶析出，需要加热保温，给生产造成不便；

2：在减水剂母液中复配三聚磷酸钠，EDTA-4钠盐等具有分散，螯合作用的无机盐，在放置时间较长后析出导致母液质量不稳定；

3：在高减水型聚羧酸减水剂中复配阻泥剂和保坍剂，由于阻泥剂和保塌剂相似，初始减水率太小，提高掺量将增加生产成本；

上述方法均难以满足实际的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种在骨料含泥量0-8％的范围内，不用采用物理复配即可以直接使用的具有阻泥效果的聚羧酸减水剂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有阻泥效果的聚羧酸减水剂,其分子量为37500～38500，优选为38000，结构通式如下所示：

其中R₁为H或CH₃，R₂为H或COOM，R₃为1～3个碳的烷基，M为H、Na、K或NH₄。

本发明还提供了上述具有阻泥效果的聚羧减水剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)聚合反应：在搅拌情况下，向反应器中加入水和聚醚单体A，配制成聚醚溶液；于35-55℃的反应温度下，在2～4h内向聚醚溶液中滴加不饱和羧酸B、分子量调节剂C的水溶液及反应引发剂体系D的水溶液；滴加结束后继续保温1.0～2.0小时，得到质量浓度为20％～60％的共聚产物；其中共聚反应过程中A与B的摩尔比为3.5:1～5.5:1，反应引发剂体系D占总质量的0.5％～2.0％，分子量调节剂C占总质量比的0.8％～2.0％；其中分子量调节剂C是2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和3-巯基丙酸异辛酯、巯基乙酸异辛酯、3-巯基丙酸乙基已醇酯中的一种或几种的组合；

(2)中和反应：加碱溶液调节所述共聚产物至中性，即得具有阻泥效果的聚羧酸减水剂。

优选的，所述不饱和羧酸B为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(盐)、马来酸酐(盐)的一种或几种的组合。

优选的，所述反应引发剂体系D为氧化-还原体系，包括双氧水-维生素C、双氧水-次磷酸钾(钠)或双氧水-次磷酸钾-维生素C。

优选的，所述聚醚单体A是分子量为600～4000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的一种或几种的组合。

优选的，所述碱溶液是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

优选的，所述反应温度是45℃，滴加时间是3h，保温时间是1.5h。

优选的，所述分子量调节剂C占总质量比的1.1％～1.8％。

本发明的有益效果是:

一、本发明合成的阻泥型聚羧酸减水剂与高减水型聚羧酸减剂相比，具有其80-85％的减水率，与目前使用的阻泥剂相比，具有很高的初始减水效果，在0-8％含泥量的骨料中使用时，可以直接使用，不用与阻泥剂或高减水型减水剂母液物理复配。其制备方法利用接枝共聚的-NH-R-SO3^ˉ，-COO^ˉ基团作为泥土中Ca盐，Fe盐，粘土等的分散剂，富余的游离K﹢，-OH，-SH降低粘土Zeta表面电位，及次磷酸根离子起到螯合Ca，Mg等重金属离子，生产工序少，聚合反应温度适应范围更宽广，合成的母液性能稳定，可满足目前施工单位的要求。

二、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)作为钙镁离子的螯合剂，容易与丙烯酸以共聚物形式存在，聚合后在主链上镶嵌AMPS支链，改变了原来梳状构型中支链上的憎水基与亲水基的比例，提高减水性能；此外，反应温度在45℃以上，AMPS还具有分子调节剂的功能，可调节聚合的分子量。