本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性水泥分散剂的制备方法。
背景技术：
水泥分散剂，又称减水剂，可在不影响混凝土流动性的条件下，减少混凝土的拌和用水量，或在不影响用水量的条件下增大混凝土拌合物的流动性，或二者兼顾，是一种具有减水和增强作用的外加剂。在工程上使用水泥分散剂的主要目的是减少混凝土用水量，降低水灰比，节约水泥用量，并改善其和易性。
水泥分散剂施用后可大幅度的提高混凝土的流动性能和强度，从而提高工程的质量。混凝土是世界用量最大的建筑材料，水泥分散剂已成为混凝土生产中必不可少的添加剂。目前，发达国家和地区，混凝土中水泥分散剂用量占80％以上。水泥分散剂主要有以下几种：改性木质素磺酸盐减水剂；萘磺酸甲醛缩合物减水剂；三聚氰胺减水剂；氨基磺酸盐减水剂；脂肪族减水剂；羧酸接枝共聚物减水剂。
聚羧酸盐接枝共聚物减水剂是目前新型的高性能减水剂，它具有以下优点：减水率高，坍落度损失小，后期强度高：28d强度增长在40％以上。掺量较小，一般在1％以下。掺此类减水剂的水泥浆体、其水泥粒子表面的zeta电位值虽然比萘系或三聚氰胺小，但坍落度在1-2小时基本不损失。其原因是羧酸根离子会与水泥浆体中ca2+结合，减慢了水化速度，由于水化物相对少些而不致很快降低减水剂浓度。另外与聚羧酸盐在水泥表面的吸附方式有关，它的主侧链分子结构形式决定它在水泥表面呈立体锯齿状吸附，不同于萘系的水平吸附方式，因此更具立体电位保护作用，而能较长时间保持分散稳定状态。此类减水剂适合于高性能混凝土。它的缺点是：相容性差、对混凝土的可预见性差，如：聚羧酸系减水剂与其它外加剂共同使用时，其混凝土坍落度损失太快及易出现快硬等现象，存在水泥和化学外加剂相容性问题；在使用高性能减水剂的混凝土中，当单位水量减少，坍落度增大时，常常发生以下问题：减水剂用量过大、混凝土粘性太大、出现离析泌水现象、泵送困难。而且聚羧酸系减水剂合成工艺复杂，原料比较昂贵。
技术实现要素：
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种改性水泥分散剂的制备方法，具备能耗低、生产成本低等优点，制备的分散剂能够提高混凝土的各项性能，对环境没有污染，且对人体无害。
技术方案：一种改性水泥分散剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一.称取8～12质量份纳米钛白粉加入30～50质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和60～80质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下80～90℃水浴加热1～2h；
步骤二.待加热后混合物冷却到室温，然后在500～650r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯；
步骤三.取3～5质量份丙烯酸、4～6质量份木质素磺酸钙、0.2～0.6质量份纳米硅粉和70～90质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到50～60℃，反应30～45min；
步骤四.向反应后混合物中加入20～30质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和2～6质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至70～80℃反应3～5h；
步骤五.反应结束后用30wt.％naoh溶液中和至ph为7，最终得到所述改性水泥分散剂。
作为优选，所述步骤一中纳米钛白粉为金红石型纳米级钛白粉，粒径为20～50nm。
作为优选，所述步骤一中称取10质量份纳米钛白粉加入45质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和70质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下85℃水浴加热1.5h。
作为优选，所述步骤二中待加热后混合物冷却到室温，然后在600r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯。
作为优选，所述步骤三中纳米硅粉粒径为100～200nm。
作为优选，所述步骤三中取4质量份丙烯酸、5质量份木质素磺酸钙、0.4质量份纳米硅粉和85质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到55℃，反应40min。
作为优选，所述步骤四中向反应后混合物中加入25质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和4质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至75℃反应4h。
有益效果：本发明所述方法制备的改性水泥分散剂是液体，在熟料传送时均速向料内滴加，熟料迅速分散，能够延长球磨机的使用寿命，降低能耗和生产成本。所述分散剂能够提高混凝土的各项性能，对环境没有污染，且对人体无害。通过纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和丙烯酸、木质素磺酸钙、纳米硅烷与乙醇混合，特别是添加了纳米硅粉起到协同增效的作用，使本发明制备的改性水泥分散剂对水泥的分散性大大提升。
具体实施方式
实施例1
一种改性水泥分散剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一.称取8质量份纳米钛白粉加入30质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和60质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下80℃水浴加热1h，纳米钛白粉为金红石型纳米级钛白粉，粒径为20～50nm。
步骤二.待加热后混合物冷却到室温，然后在500r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯。
步骤三.取3质量份丙烯酸、4质量份木质素磺酸钙、0.2质量份纳米硅粉和70质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到50℃，反应30min，所述纳米硅粉粒径为100～200nm。
步骤四.向反应后混合物中加入20质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和2质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至70℃反应3h。
步骤五.反应结束后用30wt.％naoh溶液中和至ph为7，最终得到所述改性水泥分散剂。
实施例2
一种改性水泥分散剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一.称取12质量份纳米钛白粉加入50质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和80质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下90℃水浴加热2h，纳米钛白粉为金红石型纳米级钛白粉，粒径为20～50nm。
步骤二.待加热后混合物冷却到室温，然后在650r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯。
步骤三.取5质量份丙烯酸、6质量份木质素磺酸钙、0.6质量份纳米硅粉和90质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到60℃，反应45min，纳米硅粉粒径为100～200nm。
步骤四.向反应后混合物中加入30质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和6质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至80℃反应5h。
步骤五.反应结束后用30wt.％naoh溶液中和至ph为7，最终得到所述改性水泥分散剂。
实施例3
一种改性水泥分散剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤一.称取10质量份纳米钛白粉加入45质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和70质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下85℃水浴加热1.5h，所述纳米钛白粉为金红石型纳米级钛白粉，粒径为20～50nm。
步骤二.待加热后混合物冷却到室温，然后在600r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯。
步骤三.取4质量份丙烯酸、5质量份木质素磺酸钙、0.4质量份纳米硅粉和85质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到55℃，反应40min，所述纳米硅粉粒径为100～200nm。
步骤四.向反应后混合物中加入25质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和4质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至75℃反应4h。
步骤五.反应结束后用30wt.％naoh溶液中和至ph为7，最终得到所述改性水泥分散剂。对比例1
同实施例3，区别在于不添加纳米硅粉，具体制备过程如下：
步骤一.称取10质量份纳米钛白粉加入45质量份聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和70质量份5vt.％hcl溶液，然后在磁力搅拌的条件下85℃水浴加热1.5h，所述纳米钛白粉为金红石型纳米级钛白粉，粒径为20～50nm。
步骤二.待加热后混合物冷却到室温，然后在600r/min转速下离心分离，将离心分离后混合物用去离子水清洗后干燥得到纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯。
步骤三.取4质量份丙烯酸、5质量份木质素磺酸钙和85质量份75wt.％乙醇在搅拌、充氮的条件下升温到55℃，反应40min。
步骤四.向反应后混合物中加入25质量份步骤二干燥后的纳米钛白粉改性聚氧化乙烯基单甲醚甲基丙烯酸酯和4质量份5wt.％过硫酸铵水溶液，然后升温至75℃反应4h。
步骤五.反应结束后用30wt.％naoh溶液中和至ph为7，最终得到所述改性水泥分散剂。
对实施例1～3及对比例1制备的改性水泥分散剂进行测试。参照国家标准gb.t8077-2000《混凝土外加剂均质性试验方法》相关规定，本发明实施例1～3及对比例1制备的样品的掺量为水泥用量的0.3wt.％，搅拌三分钟测试平板玻璃上净浆的流动度，并测试30min后的净浆流动度。实验测试结果参照下表。