[发明专利]一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，包括：将不饱和小单体A、丁铵和瓜环进行反应制备得到瓜环大单体，将不饱和小单体B、不饱和大单体和瓜环大单体进行自由基聚合反应，制备分子结构中以瓜环作为接枝侧链的聚羧酸减水剂。得到的聚合产物分子结构中含有内疏水外亲水的物理尺寸大的瓜环结构，原有的梳性结构的基础上引入瓜环，对比常规的聚羧酸减水剂，可以增大减水剂的空间位阻及减缓聚醚大单体的侧链由于氢键作用插入到蒙脱土层间，减少聚羧酸减水剂对蒙脱土的吸附作用，从而减少减水剂的无效消耗。解决了目前聚羧酸减水剂在粘土耐受性方面的难题，减少了减水剂的使用剂量，大大提高了减水剂的有效性。

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，具体涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸减水剂是是继木质磺酸系减水剂和萘系减水剂之后的第三代减水剂，主要是通过空间位阻和静电阻力来分散水泥颗粒，能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果，流动性保持性好，减少单位用水量。广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。该品绿色环保，不易燃，不易爆，可以安全使用火车和汽车运输。

聚羧酸减水剂应用效果良好，但是由于水泥中含有黏土(如蒙脱土、伊利土和高岭土等)，加入的聚羧酸减水剂会与其发生相互反应，致使黏土和减水剂之间的吸附量是减水剂和水泥的吸附量的数十倍甚至更多，造成减水剂的无效消耗，从而很大程度上减少其分散水泥颗粒的能力。相关研究表明众多粘土中，蒙脱土对减水剂产生的不良影响最大。蒙脱土的结构为：中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物，已经有研究者将环糊精作为接枝侧链引入到聚羧酸减水剂中，能有效的减少蒙脱土与减水剂的无效吸附，但是合成过程麻烦，对环境污染较严重，而瓜环作为接枝侧链的聚羧酸减水剂还没有报道。瓜环又叫葫芦脲，是继环糊精之后的又一类全新的大环主体分子，瓜环结构对称且适合包结分子，并且具有较高的热稳定性和化学稳定性，瓜环的两端分别分布着与瓜环单体数相同的羰基氧原子，这种羰基氧原子具有亲水性，使其不仅易于与亲水性的物质、金属离子等相互作用，也能以憎水性的空腔容纳疏水性有机分子或分子的疏水性部分，因此接枝瓜环的减水剂具有较好的经济、社会和环境效益。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，本减水剂利用瓜环结构具有的较高的热稳定性和化学稳定性，生成具有含有瓜环的聚羧酸减水剂，可减少聚羧酸减水剂因与粘土发生相互反应引起的无效消耗。

2.技术方案：

一种抗泥型聚羧酸减水剂，其特征在于：将不饱和小单体A、丁铵和瓜环进行反应制备得到瓜环大单体，将不饱和小单体B、不饱和大单体和瓜环大单体进行自由基聚合反应，制备分子结构中以瓜环作为接枝侧链的聚羧酸减水剂；制备的聚羧酸减水剂的结构式具体为：

上式中，聚合度a为1～5000的整数；聚合度b为1～5000的整数；聚合度x为0～200的整数；重复单元数n为1～200的整数；R₁为-H或-CH₃或-COOH；R₂为-H或-CH₃；R₃为-H或-CH₃；R₄是-CH₂-或-CH₂-CH₂-或-C＝O-；上式中环状结构表示瓜环。

进一步地，所述不饱和小单体A为甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或两种组合。

进一步地，所述的瓜环为甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或两种组合。

进一步地，所述不饱和小单体B为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸酐中的一种或两种及以上组合。