[发明专利]一种二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂及其制备方法，具体制备方法如下：向带有搅拌装置的反应器中加入不饱和大单体和水，搅拌均匀；随后加入引发剂，搅拌溶解，在10～40℃，滴加不饱和酸或其衍生物单体和含二茂铁基团的不饱和小单体的混合溶液，同时滴加链转移剂和还原剂水溶液，滴加时间为2～3.5h；滴加结束后，保温1～1.5h，加碱溶液调节pH值为6～7即可得到二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂。用本发明方法制备的聚羧酸系减水剂是一种抗泥型聚羧酸系减水剂，在减水剂分子结构中引入了二茂铁基团，在不降低减水剂性能的前提下，利用二茂铁基团固有的空间位阻，使其不易插入到黏土的层状结构中，从而达到抗泥的效果。

技术领域

本发明涉及一种水泥混凝土用聚羧酸系减水剂的技术领域，特别涉及到一种利用含二茂铁基团不饱和小单体制备的抗泥型聚羧酸系减水剂及其制备方法。

背景技术

近些年随着城市化进程的发展，工程建设对砂石料的需求量持续增加，但由于国家对砂石开采的管控及对生态环境的保护，优质的砂石料资源越来越缺乏，很多搅拌站不得不采用级配不合理、含泥量较高的劣质砂石料或机制砂替代优质的江砂、河砂。由于普通的聚羧酸减水剂对骨料含泥量较为敏感，导致现场易出现混凝土流动度性差、坍落度损失快等一系列问题，大大减弱了聚羧酸减水剂的性能和使用效果。

目前，常用的解决办法主要有两种。一是添加牺牲剂等使泥土优先吸附的物质来解决骨料含泥量高的问题，通过牺牲剂优先被泥(主要为膨润土、蒙脱土、高岭土等黏土)吸附，减少聚羧酸系减水剂被泥吸附造成的损失，但是该方法使用成本高，不利于推广应用。二是对聚羧酸减水剂进行分子结构设计，减少黏土对其的表面吸附和插层吸附。目前研究者主要通过在传统梳型聚羧酸系减水剂分子结构中引入具有抗泥功能的基团，从而制备具有抗泥效果的聚羧酸系减水剂，但往往存在制备工艺复杂、生产成本偏高、抗泥效果不明显等问题。因此研究开发制备工艺简单、抗泥效果明显的聚羧酸系减水剂具有重大的现实意义。

专利CN105418857B公开了一种含磷酸酯基聚羧酸减水剂的制备方法，先将不饱和聚醚大单体、不饱和羧酸酯、不饱和醇在有机溶剂中进行共聚反应得到聚羧酸减水剂预聚体，然后进行磷酸化改性，再在酸性水溶液存在下，使磷酸化改性后的产物上的磷酸酯基团水解，并除去有机溶剂，最后中和，得到所述含磷酸酯基的聚羧酸减水剂，但此发明生产工艺复杂，且大量使用有机溶剂，不利于大规模生产应用。

专利CN107721233B公开了一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法，首先利用马来酸酐、粉体葡萄糖、磷酸和浓硫酸反应生成马来酸接枝葡萄糖磷酸酯衍生物，利用马来酸酐、三乙醇胺和乙二醇单甲醚反应生成马来酸三乙醇胺酯和马来酸聚乙二醇单甲醚酯，再将其和丙烯酸、丙烯酰胺共聚制得抗泥型聚羧酸减水剂，但此发明生产步骤过于繁琐，且初产物马来酸酯的组分难以确定，产品性能不稳定。

专利CN107325234B公开了一种抗泥型磷酸基改性聚羧酸减水剂及其制备方法，首先将不饱和羧酸类小单体、不饱和聚醚大单体共聚得到聚羧酸减水剂预聚体，再利用二苯基磷酰氯对聚羧酸减水剂预聚体进行部分改性，在聚羧酸减水剂分子结构中引入磷酸基团以及苯环，从而起到抗泥的效果。但此方法依然需要多步反应，且二苯基磷酰氯极不稳定，遇水分解，不利于实际生产。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术存在的不足而提供一种二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂，其在减水的前提下又提高了抗泥性能。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明提出了一种二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂，所述抗泥型聚羧酸系减水剂具有如下结构：