本发明涉及到建筑材料和聚羧酸减水剂
技术领域：
，特别涉及到一种1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂及制备方法。
背景技术：
：：随着现代建筑技术的发展，高性能混凝土也获得了长足的发展，直接推动着聚羧酸减水剂技术的进步，对减水剂的功能性也有了更高的要求。在应用过程中，如在用水量较多、水灰比较大的情况下，一些聚羧酸减水剂对水比较敏感，自身掺量的微量调整就会带来工作性能的剧烈波动，产生离析泌水现象，特别是在使用比表面积大的细砂料时情况更为显著。减水剂的保水性能对混凝土和易性和保坍性能有益，普通的保坍型减水剂及保坍剂多采用引入酯基等基团，逐步水解释放羧基吸附到水泥颗粒表面，获得减水分散效果。就减水剂的分子构型及作用机理来说，初始减水能力与保坍性能相互制约，及初始减能力强，保坍性能会较弱；保坍性能好，初始减水率也不高。专利cn103254420a公开了一种低分子量聚醚减水剂及其制备方法和应用，该发明以烷基氧化烯烃、对羟基苯甲酸酯、顺丁烯二酸酐等原料进行反应，得到低分子量减水剂。该发明的低分子量减水剂可直接用作聚羧酸减水剂，也可与其它类型聚羧酸减水剂复配，还可与其它烯类单体共聚成高分子量聚羧酸减水剂。专利cn107056994a公开了一种多功能型聚羧酸减水剂的制备方法，该方法以异戊烯基聚氧乙烯醚、富马酸、氧化剂、丙烯酸7质量份、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺甲基丙磺酸、丙烯酰胺和水配成a溶液；将还原剂、链转移剂配成b溶液；在所得均匀溶液中依次滴加a溶液和b溶液；在40℃下老化1小时，补充剩余水，搅拌0.5小时，得到多功能型聚羧酸减水剂；该发明制备的多功能型聚羧酸减水剂具有适应性广、保塌性能优良、能够提高混凝土强度的特点。专利cn106146759a公开了一种高性能聚羧酸减水剂及其制备方法，由如下质量百分比的各组分制备而成：聚羧酸减水剂大单体15%-20%；引发剂1-2%；链转移剂3-5%；甲基丙烯酸10-13%；2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠5-8%；氢氧化钠2-3%；水50-70%。该聚羧酸减水剂绿色环保，减水率高，分散性好，在混凝土使用中，低掺量下发挥较高的塑化效果，流动性保持性好，对混凝土增强效果显著。专利cn106632890a公开了一种保坍型聚羧酸减水剂制备方法，具体通过不饱和甲基丁烯基聚乙二醇醚类单体、不饱和羧酸类单体、封端磷酸酯和不饱和酸羟基酯在引发剂和分子量调节剂的作用下发生共聚反应后，再加入碱性溶液中和ph值至6-7后得到。该发明的保坍型聚羧酸减水剂具有低掺量、高减水、高保坍及水泥适应性好的优点，且生产周期短，能耗低，生产成本低，具有很高的应用价值。技术实现要素：：本发明的目的在于提供一种1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂及制备方法。本发明的设计思想是使用1800分子量的聚醚大单体，引入亲水的磺酸基、酰胺基单体，获得良好的亲水保水能力；引入具有柔性链的单体，增强主链柔软性，提高包裹能力。经过针对性设计，获得主链长度较长，柔性较好，保水性能好的高和易保持性聚羧酸减水剂。本发明采用1800分子量的聚醚单体作为原料，获得偏短的侧链长度，同时为弥补短侧链带来空间位阻作用会被削弱的问题，主链长度设计比较长，构建长主链、短侧链的分子构型。引入亲水基团，控水保水上；并引入柔性链增强主链柔软性，提高包裹能力，最终得到包裹能力好，水泥颗粒表面水化膜致密稳定的高和易保持性聚羧酸减水剂。为实现上述目的，本发明的技术方案为:一种1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的聚羧酸减水剂中各组分的重量份组份为：1800分子量聚醚大单体：325-340份，双氧水：1-2.1份，不饱和磺酸盐：2-5份，丙烯酸：35-45份，酰胺基小单体：3-7份，还原剂：0.35-0.55份，柔性链单体：4-10份，链转移剂：0.3-0.7份，中和剂：6-10份，余量为水，总质量1000份，制备后成品质量分数为40%，酸醚比在2.9-3.7范围之内。所述的聚羧酸减水剂中1800分子量聚醚大单体由分子量1800的烯丙基聚氧乙烯醚(apeg)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(hpeg)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg)、聚乙二醇单甲醚(mpeg)的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中柔性链单体由1，2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1，3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、1，4-双(4-氨基苯氧基)丁烷、环丁烷四羧酸二酐、4，4一二胺基二苯醚、二胺基十二烷基苯、二胺基十八烷基苯的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中还原剂为连二亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠、抗坏血酸、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、次亚磷酸钠、一水葡萄糖、麦芽糖糊精的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中不饱和磺酸盐为乙烯基磺酸钠、丙烯基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸铵、2-氰基乙烷磺酸钠、烯丙基磺酸钠的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中酰胺基小单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-甲基-2-丙烯酰胺、n-甲基-1-乙烯磺酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺、n-异丙基甲基丙烯酰胺、n-叔丁基异丁烯酰胺、n-环己基甲基丙烯胺、3-丙烯酰胺-3-甲基丁酸、n-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、n，n-二甲基酰胺、n-甲基丙烯酰基甘氨酸的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基丙醇的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中中和剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺的一种或几种组成。所述的聚羧酸减水剂中双氧水为质量百分比为27.5%工业级双氧水。一种1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于：所述方法按如下步骤进行：1、第一次加料：将325-340份1800分子量聚醚大单体和180-220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在30-40℃，当温度稳定后，一次性加入1-2.1份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为2-4小时，溶液b滴加时间为2.5-4.5小时；溶液b由0.35-0.55份还原剂、0.3-0.7份链转移剂和80-100份水均匀混合而成，溶液a由35-45份丙烯酸、2-5份不饱和磺酸盐、3-7份酰胺基小单体、4-10份柔性链单体和50-70份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化1-3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6-10份中和剂，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。与现有技术相比，本发明的积极效果为:1、本发明采用1800分子量的聚醚单体作为原料，获得偏短的侧链长度，同时为弥补短侧链带来空间位阻作用会被削弱的问题，主链长度设计略长，构建长主链、短侧链的分子构型；2、本发明在侧链较短的情况下，侧链密度较高才能符合分子空间构型，而本发明所设计的酸醚比在2.9-3.7左右，且侧链密度较高，能促使形成致密的水化膜，该水化膜能稳定存在，提高混凝土的状态保持性；3、本发明引入磺酸基、酰胺基等基团，不仅加强了锚固能力，而且增强了亲水能力，增加水化膜的稳定性，妨碍水膜层向水泥颗粒内部渗透，在一定程度上延缓水化过程，使混凝土具有较好状态保持能力；4、在主链较长的情况下，减水剂分子面临柔韧性不足的问题，即主链刚度较大，无法包裹住水泥颗粒，宏观上表现为混凝土包裹性差。针对这个情况，本发明引入主链具有柔软性的聚合单体，使减水剂分子获得较好的柔软性，获得良好的包裹性能。具体的实施方式下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1：1、第一次加料：将325份hpeg1800大单体和180份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在30℃，当温度稳定后，一次性加入1份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为2小时，溶液b滴加时间为2.5小时；溶液b由0.35份连二亚硫酸钠、0.7份巯基乙酸和100份水均匀混合而成，溶液a由45份丙烯酸、4份乙烯基磺酸钠、6份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10份环丁烷四羧酸二酐和50份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化1小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7份质量比为1:2的甲醇钠和乙醇胺的组合物，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂实施例21、第一次加料：将333份apeg1800大单体和190份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在32℃，当温度稳定后，一次性加入1.1份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为2.2小时，溶液b滴加时间为2.7小时；溶液b由0.38份质量比为1:2的甲醛合次硫酸氢钠和抗坏血酸的组合物、0.55份巯基丙酸和85份水均匀混合而成，溶液a由43份丙烯酸、5份丙烯基磺酸钠、4份n-甲基-2-丙烯酰胺、4份质量比1:1的1，2-双(4-氨基苯氧基)乙烷和环丁烷四羧酸二酐的组合物、55份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化1.3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入碳酸氢钠，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。实施例31、第一次加料：将330份tpeg1800大单体和185份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在35℃，当温度稳定后，一次性加入1.27份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为2.5小时，溶液b滴加时间为3小时；溶液b由0.4份甲醛合次硫酸氢钠、0.62份质量比为1:2的巯基乙酸和巯基丙酸的组合物、95份水均匀混合而成，溶液a由41份丙烯酸、4.5份甲基丙烯磺酸钠、2-甲基烯丙基磺酸铵、烯丙基磺酸钠、7份n-羟甲基丙烯酰胺、9份质量比1:1的1，3-双(4-氨基苯氧基)丙烷和环丁烷四羧酸二酐的组合物、56份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化1.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入7.5份氢氧化钠，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。实施例41、第一次加料：将337份mpeg1800大单体和200份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在36℃，当温度稳定后，一次性加入1.63份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为3.3小时，溶液b滴加时间为3.8小时；溶液b由0.45份抗坏血酸、0.35份巯基乙醇和88份水均匀混合而成，溶液a由44份丙烯酸、3.5份质量比1:1的2-甲基烯丙基磺酸铵和烯丙基磺酸钠的组合物、3.2份n-叔丁基异丁烯酰胺、5份质量比1:1的1，4-双(4-氨基苯氧基)丁烷和环丁烷四羧酸二酐的组合物、65份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化2小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6.5份乙醇钠，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。实施例51、第一次加料：将332份hpeg1800大单体和210份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在38℃，当温度稳定后，一次性加入1.82份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为3.5小时，溶液b滴加时间为4小时；滴加结束后，保持温度恒定，熟化2.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入10份二乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化2.5小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入10份二乙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。实施例61、第一次加料：将340份tpeg1800大单体和220份水加入到反应釜中，搅拌加热待其溶解；2、加双氧水：测定反应釜内温度，控制反应釜内温度在40℃，当温度稳定后，一次性加入2.1份双氧水；3、加入溶液a、溶液b：待5分钟后，依次开始滴加溶液b、溶液a，溶液b加入后，10分钟内开始滴加溶液a，溶液a滴加时间为4小时，溶液b滴加时间为4.5小时；溶液b由0.5份次亚磷酸钠、0.3份巯基乙酸和95份水均匀混合而成，溶液a由40份丙烯酸、2份2-甲基烯丙基磺酸铵、3份n-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、8份质量比2:1的环丁烷四羧酸二酐和二胺基十二烷基苯的组合物、70份水均匀混合而成；4、成品制备：滴加结束后，保持温度恒定，熟化3小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入6份三异丙醇胺，补水到1000份，即得质量分数为40%的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂。实例检测结果：分别测试上述实施例1，2，3，4，5，6的1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂与普通聚羧酸减水剂在同等浓度下的水泥净浆初始流动性和1h流动性，以及在混凝土中初始坍落度/扩展度和经时坍落度/扩展度。实验所用水泥为华新42.5普硅水泥，参考gb/8076-2008《混凝土外加剂》测试标准。不同减水剂对水泥净浆流动影响（华新42.5普硅水泥）减水剂种类初始流动性mm1h流动性mm普通减水剂230210实施例1230210实施例2220200实施例3235225实施例4225210实施例5220200实施例6240220不同减水剂对含灰、泥量大的混凝土流动性的影响（华新42.5普硅水泥）减水剂种类初始坍落度/扩展度mm经时坍落度/扩展度mm泌水率％普通减水剂210/500130/3803.1实施例1200/500175/4801.8实施例2220/510185/4701.6实施例3205/490175/4601.7实施例4215/500180/4801.7实施例5220/510170/4701.8实施例6200/510160/4651.7根据上述水泥净浆初始流动性、1h流动性和混凝土初始流动性及经时流动性比较，1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂实施例1、2、3、4、5、6与普通减水剂在实验时，初始流动性、1h流动性较普通减水剂基本相同。在含泥量大的混凝土流动性的实验数据中，普通减水剂与实施例1、2、3、4、5、6的初始坍落度/扩展度基本相当，但加入普通减水剂的混凝土在一定时间后出现了严重的离析泌水现象，而实施例1、2、3、4、5、6的混凝土依旧有较好的坍落度扩展度，且泌水率非常低。综上所述，该1800分子量聚醚用高和易保持性聚羧酸减水剂能更好地适应混凝土含灰、泥量的变化，表现出良好的和易性。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有配方、掺量和步骤，除了互相排斥的特征和/或配方、掺量以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以上所述仅是发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12