[发明专利]一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种缓释阳离子具有抗泥效果的聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法。本发明以不饱和羧酸、聚醚大单体、阳离子不饱和单体、不饱和酯类、交联剂、链转移剂、氧化剂及还原剂为原料，在常温下，无热源成功合成了缓释阳离子型抗泥聚羧酸高性能减水剂。本发明在减水剂的分子结构中引入了长链酯类交联剂和阳离子不饱和单体，使该聚羧酸减水剂具有很好的缓释和抗泥效果，该减水剂掺量低，减水率高，具有优异的坍落度保持能力，对砂石含泥不敏感，且该工艺不需要额外的热源，常温即可进行，投资设备少，成本低，适宜大面积推广应用。

技术领域：

本发明属于混凝土外加剂领域，涉及一种减水率高、缓释性好、可以抑制泥土对混凝土产生的不良影响的缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸外加剂作为第三代高性能混凝土减水剂，具有掺量低、减水率高、保坍性能好、分子结构可调性强、生产工艺清洁等优点，是改善混凝土性能，提高混凝土工程质量的关键，已成为制造高性能现代混凝土的必备材料和核心技术。随着混凝土工业的迅速发展，大量天然的砂石已经消耗殆尽，还由于各种材料条件限制，各地的砂石资源逐渐劣质化，特别是大中城市有很多的高含泥沙和尾矿砂以及二者的混合沙。而聚羧酸减水剂在粘土中具有强烈的吸附趋向，对骨料中的泥土非常敏感，对混凝土的运输、工作性能和强度都带来很大的影响，是目前面临的技术难题。砂石材料中的泥主要为蒙脱石土和高岭土，具有较高的比表面积和层状结构，使其优先于水泥吸附传统的减水剂和自由水，从而导致混凝土的坍落度损失大、流变性差、耐久性和强度下降等问题。因此，本发明根据泥土分子结构特征和外加剂吸附机理，发明出一种可以抑制泥土对混凝土产生不良影响的缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂。国内也有抗泥聚羧酸相关的报道，例如中国专利CN103467670A提出了一种抗泥聚羧酸的制备方法，是采用先将环氧溴丙烷与二甲胺、甲醇先制得季铵盐低聚物，接着再与醇醚合成聚羧酸，制备过程需要高温并减压，过程繁琐且成本较高；CN104479084A提出了一种聚羧酸盐抗泥剂的制备方法，由不饱和双键的聚氧乙烯醚、不饱和酯类、不饱和羧酸与引发剂高温等合成，没有特殊的抗泥官能团，产品较难起到抗泥效果，且要与其他聚羧酸复配使用。本发明提出了一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂的无热源制备方法，使用交联剂使此外加剂具有较大的空间位阻，并引入了酯基和阳离子，具有很好的缓释功能和抗泥效果；此无热源的制备方法工艺简单，原料易得，对设备要求低，适合工业化生产和大面积推广。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种可以达到抑制泥土的不良影响的缓释阳离子型聚羧酸系减水剂的制备方法。该聚羧酸减水剂具有减水率高、缓释性能好，抗泥效果好和对砂石原材料不敏感等优点。

本发明的技术方案：一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂，其特征在于该减水剂按照以下原料摩尔比例接枝共聚制得：

不饱和羧酸：2～4

不饱和酯：3.5～5

交联剂：0.3～0.7

聚醚大单体：0.5-1.5

阳离子不饱和单体：0.5～1.5

链转移剂：0.07～0.15

还原剂占反应物总质量的0.25％～0.45％，氧化剂占反应物总质量0.45％～0.6％；用水调整聚合物浓度在20～60％之间，常温下聚合得到缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂。

所述的不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸中的一种或一种以上混合物。

所述的不饱和酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯的一种或一种以上混合物。

所述的交联剂是聚乙二醇马来酸双酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的一种，其分子量为400～600道尔顿。