[发明专利]接枝共聚阳离子侧链的高抗泥型混凝土减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用高抗泥型减水剂的技术领域，特别涉及到一种采用不饱和阳离子季铵盐先聚合再与不饱和羧酸酯化成为侧链大单体而后与不饱和羧酸小单体接枝共聚合成高抗泥型混凝土减水剂的具体制备方法。

背景技术

高性能混凝土和混凝土化学外加剂的蓬勃发展使得客观上对混凝土及其各组分的性能要求越来越高，目前研究者们致力于开发能够显著提升混凝土工作性、耐久性等性能的化学外加剂，然而，混凝土原材料对化学外加剂的应用性能有着重要影响，尤其是掺加骨料时所带入的少量粘土会对混凝土的流动性、强度、耐久性等方面有负面影响，这已成为制约混凝土化学外加剂推广应用的掣肘。

目前，极低含泥量的高品质砂石已经极度稀缺，直接影响了预拌混凝土行业的浇筑质量，研制一种高抗泥型水泥混凝土减水剂已是当务之急。高分子型减水减水剂的最大优点在于可以通过调换聚合单体种类、改变单体配合比以及调控分子结构官能团等方法设计出不同分子结构和性能的产品，因而是一种结构设计灵活度大、性能调控空间大的减水剂品种。因此，混凝土减水剂的研究和应用越来越广泛，不断走向高效能和多功能性的产业化应用。

通过混凝土减水剂聚合物的分子结构设计法实现学科交叉，研制可抑制粘土副作用的高抗泥型减水剂，不仅具有传统减水剂的优异工作性能，同时还具有抵抗粘土副作用的特殊优势特点，可以充分缓解优质骨料的供需矛盾，实现生态环境保护和天然资源节能降耗，表现出很好的应用推广前景。

专利CN 104311743A(公开日：2015年1月28日)报道了一种用于废水处理的低成本改性絮凝剂的制备方法。该发明以羟甲基淀粉为主体，通过加入硝酸铈铵作为引发剂引发丙烯酰胺单体在羟甲基淀粉表面接枝聚合，产物再与甲醛和二甲胺反应得到改性絮凝剂。该发明的优点是以来源广泛的羟甲基淀粉作为主要反应原料，成本低廉、pH值适用范围宽、絮凝性能优良，并且采用的硝酸铈铵引发剂也能够有效地利用该引发体系的优势。但是该发明产物作为优良絮凝剂，既不具备减水分散的能力，也不具备高抗泥效果，因此尽管利用了硝酸铈铵的引发体系，仍然无法应用于混凝土抗泥减水剂的领域中。

专利CN104446101A(公开日：2015年3月25日)报道了一种阳离子改性的聚羧酸减水剂，是由异戊烯醇聚氧乙烯醚单体、一元不饱和羧酸及其衍生物单体、阳离子型单体和二元不饱和羧酸及其衍生物单体在引发剂和链转移剂的作用下共聚合而成。该发明产物加入到混凝土中时，能同时吸附在带正电荷和带负电荷的水泥矿物表面，体现出优越于阴离子型聚羧酸减水剂的特点，而且，该产物在水泥浆体碱性环境中分子链发生扩展，吸附形态更舒展，减水率更优异。但是该发明产物仅仅是在分子结构的主链中引入了阳离子型单体，提高了一定的减水分散效果，并未实现在减水分散的同时表现出高抗泥性能等应用特征，也未能通过分子结构设计法实现合成功能化化学外加剂。

专利CN 104402292A(公开日：2015年3月11日)报道了一种改性淀粉减水剂的制备方法。该专利是以淀粉为主要原料，与氧化剂和碳酸钠进行降解改性，而后加入单体和引发剂进行接枝聚合制备改性淀粉减水剂，减水率超过26％、缓凝时间为3-4小时，能够有效地防止泌水、离析等现象。该发明的优点是以安全环保且来源广泛的天然淀粉作为反应原料，实现了降低成本的目的，同时因为结构上的部分改性，因此还可以在一定程度上提高水泥混凝土的工作性和含泥砂石的适应性。但是该发明产物仍然需要与净浆砂浆混凝土中的聚羧酸减水剂等外加剂配合使用，未能复合减水-抗泥的双重功能，并不具备功能一体化的独特优势，无法从结构本质层面上开拓新功能型的减水剂。

多数专利中描述的混凝土减水减水剂已经具备良好的流动性、保水性、粘聚性等工作性能。然而，上述合成方法均有一定程度的不足之处，研究者多集中于实现减水分散、抗泥、絮凝其中的某一项性能，而很少通过高价铈盐引发体系下接枝聚合阳离子型侧链的方法实现集减水-保坍-分散-抗泥等应用性能于一身的复合功能型化学外加剂。仅仅通过简单的主链改性或合成淀粉基减水减水剂材料限制了其在水泥混凝土减水剂领域的推广应用，经事实证明合成具有多重作用的复合官能团型分子结构可以明显提高聚合物的应用性能功效。因此，这就要求合成的水泥混凝土减水剂实现分子结构的创新，不但要具备减水保坍-抗泥的复合工作性能，同时还要能保证便捷的工艺操作、低廉的制备成本、简单易得的反应原料，有利于工业化生产和推广应用，有关这方面工作国内外未见报道。

发明内容