[发明专利]一种氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂，以氨基酸改性不饱和酸酯、不饱和羧酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚为原料，在引发剂和链转移剂作用下，通过自由基聚合而成。氨基酸改性不饱和酸酯是以马来酸酐、聚乙二醇、环氧氯丙烷、氨基酸为原料，在无溶剂条件下依次经过酯化反应、开环反应、取代反应制得。各原料的质量百分比为：3～15％氨基酸改性不饱和酸酯、5～13％不饱和羧酸、70～90％异戊烯醇聚氧乙烯醚、0.5～1.5％引发剂以及0.5～1.0％链转移剂。本发明的减水剂兼具吸附锚固基团和空间位阻结构的作用，同时利用其静电排斥作用、非极性结构以及末端空间位阻作用抑制黏土对聚羧酸减水剂的表面吸附和插层吸附，提高了对黏土的抗吸附能力。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别是一种氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着我国建筑行业的快速发展，砂石消耗量巨大，优质的砂石资源稀缺，尤其是在一些地材质量较差的地区，砂石含泥量较高已逐渐成为混凝土行业亟待解决的难题。大量的工程实例及研究表明，与萘系、三聚氰胺系及氨基磺酸系减水剂相比，目前混凝土生产普遍使用的聚羧酸减水剂(PCE)，对骨料中的泥含量更为敏感，主要表现为掺量升高，混凝土保坍效果差、强度降低等。在骨料含泥量高的情况下，单纯提高PCE的掺量已不能有效解决混凝土流动性差、损失快等问题，这是混凝土外加剂行业面临的又一新的难题。

大量研究表明砂石骨料含泥带来的混凝土流动性问题，主要是由黏土对PCE的吸附引起。其中，蒙脱土对PCE的吸附量是碳酸钙对PCE吸附量的500倍。其吸附作用主要是聚乙二醇长侧链插入到蒙脱土层状结构的间隙，引起层间距的增大。

专利CN109694213A公开了一种具有中空圆筒立体环状结构侧链的抗泥型聚羧酸减水剂，利用空间位阻效应减少插层吸附，降低了PEC对黏土的敏感性。但其合成原料复杂、操作繁琐，产物收率较低，不适用于大规模工业生产。专利CN110002784A公开了一种聚羧酸减水剂复配调凝组分和阳离子牺牲剂，作为抗泥型聚羧酸减水剂。该方法将复配组分提前加入到母液中，只是改变了混凝土外加剂配制顺序。专利CN107325234A公开了一种抗泥型磷酸基改性聚羧酸减水剂，利用二苯基磷酰氯对聚羧酸预聚物进行改性，在部分短侧链末端引入苯环，利用空间位阻作用减少插层吸附，起到一定抗泥效果。但其合成中所使用的二苯基磷酰氯易水解，反应条件苛刻；同时短链的位阻效应有限，抗吸附能力不足。

发明内容

本发明的一个目的在于改进现有技术中抗泥型聚羧酸减水剂的抗泥性能不足的问题，提供一种氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂。

本发明的另一个目的是提供上述氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂的制备方法。

本发明提供的氨基酸改性耐泥型聚羧酸减水剂具有如下的分子结构式：

式中，R'是H或CH₃；R代表的是20种天然氨基酸中任意一种的侧链R基团；a、b、c、m、n、g均为正整数，其中a、b、c取自1～10，m取自10～68，n取自35～75，g取自1～14。

优选的是，a、b、c取自1～5，m取自14～45，n取自45～65，g取自3～8。所述R基团是Ph-CH₂、Ph-NH-CH＝CHCH₂、CH₂-C₆H₄-OH、H₂N-(CH₂)₄、CH₃-CH₂-CH(CH₃)、HN＝C(NH₂)-NH-(CH₂)₃其中的一种。