本发明涉及聚羧酸减水剂，具体涉及一种利用乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚超低温制备聚羧酸型高保坍减水剂的方法。
背景技术：
聚羧酸外加剂是现代混凝土中极为重要的组成部分，能够显著改善混凝土性能。随着国民建设的快速发展以及建筑技术的显著进步，建筑结构向着大型化、复杂化和功能化方向发展，施工过程中对混凝土的性能要求也越来越高，新型减水剂的开发是应对高性能混凝土需求的重要工作。
聚羧酸减水剂作为第三代混凝土减水剂具有减水率高、掺量低、分子结构设计自由度大、分散性好、保坍性好、适用范围广等优点，是现阶段混凝土外加剂领域的研究热点以及发展趋势。传统的聚羧酸减水剂主要是一种具有聚氧乙烯侧链的聚丙烯酸类共聚物，其利用侧链的空间位阻效应达到分散水泥颗粒，控制水泥团聚现象进而提高混凝土的流动度的作用。
在聚羧酸减水剂使用过程中，水泥的水化作用会导致减水剂分子被水解产物覆盖而产生凝土坍落度损失的问题，在特定使用要求下无法满足混凝土的施工要求。针对混凝土坍落度损失快的问题，现阶段专利公开了一些改进方法，如改变减水剂分子中亲水性侧链的长度与密度，以酯化产物作为大单体进行合成，引入缓凝剂和保水剂等方法，但以上方法在水泥多样化和砂石料的不好的情况下仍较难改善混凝土坍落度损失快的问题。
技术实现要素：
本发明的目的提供一种利用乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚超低温制备聚羧酸型高保坍减水剂的方法，该方法使用新型减水剂聚醚单体乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸烷基脂疏水性侧链以及酰胺类单体为原料，合成了新型高保坍减水剂。
本发明所述的聚羧酸型高保坍减水剂的超低温合成方法，包括以下步骤：
将水、乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸烷基酯、酰胺类单体投入反应釜中，无需加热，反应温度控制在5-20℃之间，搅拌至溶解，投入氧化剂后，向其中同时滴加已配置的a液和b液，0.5h同时滴完a液和b液，保温0.5h后，加碱液中和至ph为6～8，补水得到40％的聚羧酸型高保坍减水剂；
所述的a液为丙烯酸、链转移剂和水；
所述的b液为还原性催化剂。
所述的乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚；分子量为3000～4000。
所述的丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸十二酯中的一种或两种。
所述的酰胺类单体为丙烯酰胺(am)、n-n二甲基丙烯酰胺(dmaa)或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)中的一种或两种。
所述的氧化剂为双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或两种。
所述的链转移剂为甲基丙烯磺酸钠、巯基丙酸或巯基乙酸中的一种或两种。
所述的还原性催化剂为吊白块，维生素c或亚硫酸氢钠中的一种或两种。
所述的碱液为质量分数33％的氢氧化钠溶液。
所述的乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚与水的质量比1:1～1.1，乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚与丙烯酸烷基酯的质量为1:0.04～0.07，乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚与酰胺类单体的质量为1:0.04～0.08，氧化剂用量为乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚质量的1.0～1.6％。
所述的总丙烯酸为乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚质量分数10～16％，预先加入反应釜的丙烯酸与a液中丙烯酸质量比为1:2，链转移剂用量为乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚质量的0.3～0.8％，还原性催化剂用量为氧化剂质量的10～25％。
本发明的有益效果如下：
1、新型聚醚大单体乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚具有单乙烯基结构，比其他大单体具有更强的聚合活性，合成的聚羧酸高性能减水剂具有更高的保持性和减水率
2、丙烯酸烷基脂疏水性侧链的加入，加大了聚羧酸减水剂的空间位阻效应，提高了减水剂分子的分散效果，进而延缓了水泥水化作用对混凝土保持性能的影响。
3、丙烯酰胺功能单体改变了减水剂分子带电性，能够有效的降低水泥等对减水剂分子的吸附作用，提高混凝土的流动保持性能。
4、丙烯酸烷基酯和酰胺类单体在水泥碱性环境下均可发生水解，释放出羧酸根离子，提高混凝土保坍性能。
5、在本发明中所述的催化体系下，不用锅炉，无需加热，具有超低聚合反应温度5-20℃，节能环保，反应周期短，常温反应时间仅为1小时，具有较高的生产效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
在1000ml圆底三口烧瓶中加入210g水、210g乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚(分子量4000)、7g丙烯酸、8.4g丙烯酸丁酯和8.4g丙烯酰胺作为反应底液。
配置滴加液a：14g丙烯酸、0.9克巯基丙酸和46g水混匀放于滴加甁中。
配置滴加液b：将0.12克吊白块、0.12克维c和60g水混匀放于滴加甁中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，向底液中加入2.1克过硫酸铵，控制反应温度为15℃，立即同时开始滴加a液和b液，0.5小时同时滴完，继续保温反应0.5小时后，加入12克33wt.％的氢氧化钠溶液，调节溶液ph值为6～8，补水得到40％的保坍剂母液。
实施例2
在1000ml圆底三口烧瓶中加入210g水、210g乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚(分子量4000)、10.5g丙烯酸、12.6g丙烯酸丁酯和12.6g丙烯酰胺作为反应底液。
配置滴加液a：21g丙烯酸、1.26克巯基丙酸和39g水混匀放于滴加甁中。
配置滴加液b：将0.2克吊白块和0.32克维c和60g水混匀放于滴加甁中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，控制反应温度为10℃，向底液中加入1.4克双氧水(浓度为27.5％)、1.5克过硫酸铵，立即同时开始滴加a液和b液，0.5小时同时滴完，继续保温反应0.5小时后，加入12克33wt.％的氢氧化钠溶液，调节溶液ph值为6～8，补水得到40％的保坍剂母液。
实施例3
在1000ml圆底三口烧瓶中加入210g水、210g乙二醇单乙烯基聚氧乙烯醚(分子量3500)、8.4g丙烯酸、10g丙烯酸丁酯和10g丙烯酰胺作为反应底液。
配置滴加液a：16.8g丙烯酸、1.36克巯基丙酸和43.2g水混匀放于滴加甁中。
配置滴加液b：将0.3克吊白块和0.34克维c和60g水混匀放于滴加甁中。
搅拌至烧瓶中单体溶解，控制反应温度为20℃，向底液中加入1.2克双氧水(浓度为27.5％)、2.1克过硫酸铵，立即同时开始滴加a液和b液，0.5小时同时滴完，继续保温反应0.5小时后，加入12克33wt.％的氢氧化钠溶液，调节溶液ph值为6～8，补水得到40％的保坍剂母液。
以目前市场上聚羧酸保坍剂bks-103为对比例进行混凝土对比测试如下：
由上述测试结果可以看出本发明的聚羧酸型高保坍减水剂的坍落度经时损失较小，抗压强度也符合要求。