本发明涉及聚羧酸减水剂的制备，特别是指一种改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术：
：随着国家混凝土禁现令的实施，商品混凝土必将走入一个长时间的发展期，从一线到二线城市直至普及到县城，混凝土的用量增长很快。作为运用于混凝土中的聚羧酸减水剂，是继木质素磺酸盐、奈磺酸盐甲醛缩合物后第三代最新产品，也将随着混凝土的发展趋势具有广阔的应用及市场前景。聚羧酸减水剂是直接用有机化工原料通过接枝共聚合成的高分子表面活性剂，它不仅能吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面而互相排斥，而且还因具有支链的位阻作用，它对水泥分散的作用更强、更持久。聚羧酸减水剂是一种性能好的减水剂，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂，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，具有不易燃、不易爆的特性，可以安全使用。在建筑施工中水泥与水搅拌后产生水化反应，出现一些絮凝状结构，它包裹着很多拌和水，从而降低了新拌混凝土的和易性(又称工作性，主要是指新鲜混凝土在施工中，即在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性能)。施工中为了保持所需的和易性，就必须相应增加拌和水量，由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙，从而严重影响硬化混凝土的物理力学性能，若能将这些包裹的水分释放出来，混凝土的用水量就可大大减少。在制备混凝土的过程中，掺入适量减水剂，就能很好地起到这样的作用。普通聚羧酸减水剂使用后混凝土存在坍落度损失大、泌水、离析、混凝土强度低等问题，但建筑工程混凝土泵送施工，最基本也是最重要条件之一的为混凝土本身必须在一定时间(通常在120至240分钟)内保持较大流动性的工作性能。即：要求其坍落度损失小，且不泌水、不离析。聚羧酸减水剂可以解决此类难题，然而普通聚羧酸减水剂对砂石集料的含泥量敏感性强、对机制砂适应也差，掺量敏感影响施工。但随着“环境友好型资源节约型”国策的强制推行和目前国内天然砂日益枯竭的现实，我国早已明确规定不得在江河两畔等处随意开采天然砂。这样促使众多混凝土生产企业只能越来越广泛地使用级配差、和易性差的人工机制砂。用人工机制砂配置的混凝土很容易导致在施工现场泵送时处于离析、泌水的不稳定状态，进而产生堵泵，给混凝土施工带来质量下降等风险，矛盾日益突出。另外由于聚羧酸减水剂性能单一，需要根据终端客户对产品性能、掺量、凝结时间等需求，将聚羧酸母液稀释成适当比例，添加一定缓凝、增稠、引气剂等辅料组分，混匀成终端客户直接使用的聚羧酸减水剂复配成品。常用的复配材料有葡萄糖酸钠、糊精、引气剂、消泡剂、硝酸钠、无机盐等，工艺操作繁琐。申请人检索到的
背景技术：
如下：1、申请号为201210240029.8的专利文献中公开了一种聚羧酸减水剂，包括按质量百分数计的如下组分：6-14％的减水剂、1-4％的保坍剂、1-3.5％的缓凝剂A、1-2％的缓凝剂B、0.1-0.4％的引气剂，其余为水，其中，所述减水剂为聚羧酸减水剂母液；缓凝剂A为羟基羧酸盐、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种，所述缓凝剂B为酒石酸、葡萄糖酸、酒石酸钠、葡萄糖酸钠中的一种或多种。上述现有技术存在的主要问题是减水剂为聚羧酸减水剂母液，使用时需要另外添加缓凝剂方能应用，工艺繁琐。2、申请号为201510392111.6的专利文献中公开了一种适用于与聚羧酸减水剂配伍使用的混凝土粘度调节剂及其制备方法，其主要技术内容为适用于与聚羧酸减水剂配伍使用的混凝土粘度调节剂，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、纤维素醚、淀粉衍生物、黄原胶、温轮胶、藻酸盐中的一种或几种组成。上述现有技术未在制取聚羧酸减水剂的过程中使用，并未参与聚羧酸减水剂的合成。而是与聚羧酸减水剂配伍使用增稠剂为聚丙烯酰胺、纤维素醚、淀粉衍生物、黄原胶、温轮胶、藻酸盐中的一种或几种组成。3、申请号为201210052813.6的专利文献中公开了一种后张法预应力混凝土孔道压浆剂及制备方法、压浆材料，减水剂为萘系、聚羧酸系、三聚氰胺系、氨基磺酸系中的一种或几种。上述现有技术制备的产品使用时需另外添加膨胀剂、防沉剂、消泡剂、缓凝剂、阻锈剂等组分，操作复杂。上述现有的专利文献公开的技术方案不同程度存在以下问题：在工程使用聚羧酸减水剂时需另外添加膨胀剂、防沉剂、消泡剂、缓凝剂、阻锈剂等组分，操作繁琐，工艺复杂。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂及其制备方法，所制备的聚羧酸减水剂可直接应用于施工且应用于混凝土中具有不泌水、不离析的特点。本发明的整体技术构思是：改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水396-782；单体300-400；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3-5；次亚磷酸钠3-5；吊白粉2.5-4.5；维生素C1.5-2.5；亚硫酸氢钠2-3；丙烯酸20-40；双氧水5-8；氢氧化钠8-12；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG、异戊烯醇醚TPEG、甲基烯丙醇HPEG、丙烯基聚氧乙烯醚HPEG、甲氧基聚乙二醇MPEG中的一种或其结合，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体温轮胶、膏体定优胶、膏体三赞胶中的一种或其结合。本发明中涉及的分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖(包括膏体温轮胶、膏体定优胶、膏体三赞胶)均为申请人生产的市售产品，申请人在此对其组成及特性不再赘述。改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下工艺步骤：(1)A料的制备：将单体置于水中溶解；然后将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖制成溶液后与上述单体溶液混合均匀；(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2-3、维生素C依次投入水中溶解；(3)将B料与A料混合均匀；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉0.5-1.5依次投入水中溶解；(5)D料的制备：将丙烯酸投入水中溶解；(6)E料的制备：将双氧水投入水中混合均匀；(7)F料的制备：将氢氧化钠投入水中溶解；(8)制得聚羧酸减水剂：同时将C料、D料、E料流加到步骤(3)制备的混合物料中，流加时间为55-65分钟，边流加边搅拌，流加完毕后加入F料混合均匀，将余量的水加入并与上述物料混合均匀。本发明的具体技术构思还有：为保证各原料组分的溶解充分，使制得的溶液更均匀，尤其是分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖，由于粘度大，更需要一定时间、一定转速的充分溶解，只有这样才能保证过程中各组分充分反应，保证最终制得的产品质量达标。本发明中各工艺步骤优选采用如下方式实现：所述的步骤(1)中单体的溶解是将其溶于水150-200后搅拌30-40分钟，转速80-100转/分钟；将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖制成溶液后与上述单体溶液混合均匀的条件是搅拌30-40分钟，搅拌转速80-100转/分钟。所述的步骤(1)中将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖制成溶液采用如下方式配制：将分子侧链富含鼠李糖、羟基或羧基的多糖与水30-50混合后升温至35-40℃并搅拌30-40分钟，搅拌转速80-100转/分钟。所述的步骤(2)中溶解条件是：将次亚磷酸钠、吊白粉2-3、维生素C依次投入水中搅拌溶解，搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(3)将B料与A料混合均匀是将B料与A料混合后搅拌10-15分钟，转速80-100转/分钟使二者混配均匀。所述的步骤(4)、(5)、(7)中溶解条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(6)中使二者混合均匀的条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(8)中边流加边搅拌的条件是：搅拌转速80-100转/分钟；加入F料混合均匀以及将余量的水加入混合均匀的条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。本发明中各主要组分的作用如下：单体、丙烯酸、分子侧链含鼠李糖或羟基、羧基的多糖为合成聚羧酸减水剂的主要原材料，多糖的参与合成，改善了聚羧酸减水剂应用中和易性和包裹性，解决了离析、泌水问题；亚磷酸钠、吊白粉为还原剂；亚硫酸氢钠、双氧水为聚合引发剂；维生素C为调节剂；氢氧化钠中和pH用；本发明所具备的实质性特点及取得的显著技术进步在于：1、本发明在组份中创造性地加入了分子侧链含鼠李糖或羟基、羧基等官能团的多糖，所制得的聚羧酸高性能减水剂较普通聚羧酸减水剂在应用中有效提高了和易性，解决了离析、泌水问题。2、本发明提供的技术工艺，此工艺具有生产工艺简单、易操作等优点。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不应理解为对本发明的限定，本发明的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所做出的等效技术手段替换，均不脱离本发明的保护范围。实施例1改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水750；单体400；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖5；次亚磷酸钠5；吊白粉4.5；维生素C2.5；亚硫酸氢钠3；丙烯酸40；双氧水8；氢氧化钠12；其中单体选用异戊烯醇醚TPEG，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体温轮胶。改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下工艺步骤：(1)A料的制备：将单体置于水中溶解；然后将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖制成溶液后与上述单体溶液混合均匀；(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉3、维生素C依次投入水中溶解；(3)将B料与A料混合均匀；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1.5依次投入水中溶解；(5)D料的制备：将丙烯酸投入水中溶解；(6)E料的制备：将双氧水投入水中混合均匀；(7)F料的制备：将氢氧化钠投入水中溶解；(8)制得聚羧酸减水剂：同时将C料、D料、E料流加到步骤(3)制备的混合物料中，流加时间为55-65分钟，边流加边搅拌，流加完毕后加入F料混合均匀，将余量的水加入并与上述物料混合均匀。所述的步骤(1)中将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖制成溶液采用如下方式配制：将分子侧链含有鼠李糖、羟基及羧基的多糖与水30-50混合后升温至35-40℃并搅拌30-40分钟，搅拌转速80-100转/分钟。所述的步骤(2)中溶解条件是：将次亚磷酸钠、吊白粉2-3、维生素C依次投入水中搅拌溶解，搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(3)将B料与A料混合均匀是将B料与A料混合后搅拌10-15分钟，转速80-100转/分钟使二者混配均匀。所述的步骤(4)、(5)、(7)中溶解条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(6)中使二者混合均匀的条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。所述的步骤(8)中边流加边搅拌的条件是：搅拌转速80-100转/分钟；加入F料混合均匀以及将余量的水加入混合均匀的条件是：搅拌15-25分钟，转速80-100转/分钟。实施例2本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水782；单体350；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖4；次亚磷酸钠4；吊白粉4；维生素C2；亚硫酸氢钠2.5；丙烯酸30；双氧水7；氢氧化钠10；其中单体选用甲基烯丙醇HPEG，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体三赞胶。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2.5、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1.5依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例3本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水600；单体320；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖5；次亚磷酸钠3；吊白粉3；维生素C2.5；亚硫酸氢钠2；丙烯酸25；双氧水6；氢氧化钠9；其中单体选用甲氧基聚乙二醇MPEG，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体温轮胶：膏体定优胶的质量份数比为3:2的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例4本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水782；单体300；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3；次亚磷酸钠3；吊白粉2.5；维生素C1.5；亚硫酸氢钠2；丙烯酸20；双氧水6；氢氧化钠10；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体定优胶。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉0.5依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例5本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水500；单体380；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3.5；次亚磷酸钠5；吊白粉4；维生素C1.8；亚硫酸氢钠2.7；丙烯酸22；双氧水7.5；氢氧化钠11；其中单体选用甲氧基聚乙二醇MPEG，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体温轮胶：膏体定优胶：膏体三赞胶的质量份数比为1.5:1:1的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2.8、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1.2依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例6本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水400；单体360；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3；次亚磷酸钠5；吊白粉4.5；维生素C1.5；亚硫酸氢钠2.5；丙烯酸38；双氧水6；氢氧化钠10；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG：异戊烯醇醚TPEG：甲基烯丙醇HPEG的质量份数比＝120:110:130的混合物，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体定优胶：膏体三赞胶的质量份数比＝2:1的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉3、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1.5依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例7本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水750；单体400；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖5；次亚磷酸钠5；吊白粉4.5；维生素C2；亚硫酸氢钠3；丙烯酸40；双氧水7；氢氧化钠10；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG:丙烯基聚氧乙烯醚HPEG:甲氧基聚乙二醇MPEG的质量份数比＝200:100:100的混合物，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体定优胶：膏体三赞胶的质量份数比＝2:3的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉3、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1.5依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例8本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水396；单体300；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3；次亚磷酸钠4；吊白粉3；维生素C2.5；亚硫酸氢钠3；丙烯酸40；双氧水5；氢氧化钠8；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG：甲氧基聚乙二醇MPEG＝160:140的混合物，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体温轮胶：膏体三赞胶的质量份数比＝2:1的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉1依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例9本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水480；单体320；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖3.2；次亚磷酸钠5；吊白粉2.5；维生素C2.5；亚硫酸氢钠2；丙烯酸20；双氧水5；氢氧化钠12；其中单体选用烯丙醇聚氧乙烯醚APEG：甲基烯丙醇HPEG：丙烯基聚氧乙烯醚HPEG的质量份数比＝150:80:90的混合物，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用选用膏体温轮胶：膏体定优胶的质量份数比＝1:1的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉0.5依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。实施例10本实施例的改善和易性、包裹性的聚羧酸减水剂，由如下单位质量份的原料制成：水600；单体360；分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖5；次亚磷酸钠5；吊白粉3；维生素C2.4；亚硫酸氢钠2.8；丙烯酸27；双氧水5.2；氢氧化钠10.5；其中单体选用异戊烯醇醚TPEG：丙烯基聚氧乙烯醚HPEG：甲氧基聚乙二醇MPEG的质量份数比＝80:100:160的混合物，分子侧链含鼠李糖、羟基及羧基的多糖选用膏体定优胶：膏体三赞胶的质量份数比＝4:1的混合物。本实施例的制备方法的步骤(2)B料的制备：将次亚磷酸钠、吊白粉2.2、维生素C依次投入水中溶解；(4)C料的制备：将亚硫酸氢钠、吊白粉0.8依次投入水中溶解；其余制备方法同实施例1。申请人参照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》水泥净浆流动度以及水泥胶砂减水率等技术指标，对本发明的实施例所制备的聚羧酸减水剂进行了相关实验来验证本发明的技术效果，并与普通聚羧酸减水剂进行了对比，具体结果如下：表一水泥净浆流动度及净浆状态类别水泥净浆流动度(单位mm)净浆状态普通方法制备的的聚羧酸减水剂250离析、泌水实施例1制备的聚羧酸减水剂230不离析、不泌水实施例2制备的聚羧酸减水剂235不离析、不泌水实施例3制备的聚羧酸减水剂223不离析、不泌水实施例4制备的聚羧酸减水剂232不离析、不泌水实施例5制备的聚羧酸减水剂228不离析、不泌水实施例6制备的聚羧酸减水剂231不离析、不泌水实施例7制备的聚羧酸减水剂227不离析、不泌水实施例8制备的聚羧酸减水剂234不离析、不泌水实施例9制备的聚羧酸减水剂233不离析、不泌水实施例10制备的聚羧酸减水剂228不离析、不泌水从表一结果不难看出，本发明的实施例所制备的聚羧酸减水剂较普通方法制备的聚羧酸减水剂均解决了离析、泌水的问题，提高了聚羧酸减水剂应用时的和易性和包裹性。表二水泥胶砂减水率类别水泥胶砂减水率(％)拌合物状态普通方法制备的的聚羧酸减水剂23不离析、不泌水实施例1制备的聚羧酸减水剂29不离析、不泌水实施例2制备的聚羧酸减水剂28不离析、不泌水实施例3制备的聚羧酸减水剂28不离析、不泌水实施例4制备的聚羧酸减水剂27不离析、不泌水实施例5制备的聚羧酸减水剂28不离析、不泌水实施例6制备的聚羧酸减水剂29不离析、不泌水实施例7制备的聚羧酸减水剂27不离析、不泌水实施例8制备的聚羧酸减水剂28不离析、不泌水实施例9制备的聚羧酸减水剂29不离析、不泌水实施例10制备的聚羧酸减水剂28不离析、不泌水水泥胶砂减水率实验中所涉及的材料如下：基准水泥；水泥强度检测用ISO标准砂；基准水泥加量0.6％(质量百分比)聚羧酸减水剂；蒸馏水混合均匀。从表二结果不难看出，本发明的实施例所制备的聚羧酸减水剂较普通方法制备的聚羧酸减水剂的减水率均有提高，解决了离析、泌水的问题。提高了聚羧酸减水剂应用时的和易性和包裹性。当前第1页1 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