专利名称：有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料制备领域，具体涉及一种有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术：
聚羧酸系(Polycarboxylate, PC)减水剂具有减水率高、水泥颗粒分散性好、掺量低、水泥适应性好、保坍性好而不延长混凝土的凝结硬化时间等优点，目前已成功的应用到高铁、桥梁、隧道等一系列重大工程中。今后，随着工程质量要求的逐步提高以及高性能混凝土需求量的逐步增大，PC的应用范围必将进一步扩大。但在混凝土生产过程中，骨料中含有的粘土不可避免的混入胶凝材料体系中。随着粘土含量的增加，PC的减水率与保坍性能明显下降，甚至会使新拌混凝土完全失去流动性。PC使用效果对粘土的敏感性严重影响混凝土的泵送、浇筑和施工效果。目前抑制骨料含泥对聚羧酸减水效果不利影响的技术主要有
(I)增大PC的掺量
在骨料含泥量较低的情况下，可以将PC掺量增加，但这种方法会使混凝土的生产成本大大提高，影响混凝土生产企业的直接经济效益。当含泥量较高时，即使增大PC的掺量也不能获得明显的使用效果。(2)掺加小分子聚合物
王子明等在“不同粘土对聚羧酸系减水剂应用性能的影响”(《商品混凝土》2007. 3)中选用小分子聚合物XS-L与PC复合使用可抑制骨料含泥对PC减水效果的不利影响，但其抗泥量仅为1%左右，效果非常有限；刘国栋等在“砂子含泥量对掺用聚羧酸高效减水剂混凝土性能的影响及有效对策”(《商品混凝土》2005. 3)中选用复合组分Z剂来促进PC在水泥颗粒上吸附而发挥PC的减水作用，实现抑制骨料含泥对PC减水效果的不利影响目的。但这两种助剂的结构成分均未见公开报道，也未见到相关的实际工程应用实例。(3)改变PC的分子结构
中国专利CN102617811A公开了一种《两性乙烯基聚合物混凝土抗泥剂的制备方法》，采用先酯化后聚合的方法得到一种两性乙烯基聚合物混凝土抗泥剂，及在PC分子结构中引入了阳离子基团。但其在聚合过程中采用了含有氯离子的乙烯基单体，这会使成型的钢筋混凝土发生钢筋锈蚀。并且该方法酯化和聚合温度较高，不利于工业化应用。因此，为了使PC减水剂能够抵御粘土的不利影响，并且在使用中无钢筋锈蚀等不利影响，有必要研究开发一种含泥量不敏感、反应步骤简单、反应条件温和、不含氯离子的聚竣Ife系减水剂。
发明内容
本发明针对粘土会降低PC减水与保坍效果的问题，提供一种有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂及其制备方法。该减水剂原料来源丰富，反应步骤简单、条件温和、产品不含氯离子。根据分子设计理论，将抗粘土基团引入到PC减水剂的分子结构中，实现抑制粘土不利影响的目的。本发明所述有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂由单体a :烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、单体b :丙烯酸或甲基丙烯酸和单体c :丙烯酰胺衍生物通过自由基共聚，加碱中和将羧酸转化为盐的形式后制备而成。聚合物结构式如下
权利要求
1.一种有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂，其结构式如下
2.根据权利要求I所述的聚羧酸减水剂，其特征是所述单体a是甲基烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚或烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚山是丙烯酸或甲基丙烯酸；单体c是N-异丙基甲基丙烯酰胺或N-(甲氧基甲基)-2-丙烯酰胺或N-2- (二甲胺基丙基)甲基丙烯酰胺； 一种根据权利要求I所述能够有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂的制备方法，它包括如下步骤以100摩尔份计，在反应釜内，不断搅拌条件下，依次投入11 17份单体a、去离子水；14 18份单体c和分子量调节剂；升温至36 44°C后，同时滴加65 75份单体b的水溶液和引发剂溶液，2. 5 3小时内滴完，保温I 4小时。
3.反应结束后降温至30°C,加氢氧化钠或氢氧化钾中和至pH= 6. 5 7,并加水调节固含量为40%，得到浅黄色透明液体，即为能够有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述分子量调节剂为巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇或十二硫醇中的一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述引发剂为氧化还原体系，以100份计，氧化剂为60 80份过硫酸盐类或过氧化氢中，还原剂为2(Γ40份亚硫酸氢钠、抗坏血酸或甲醛。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于引发剂总量占所加入单体总摩尔量的 2. O 5. 6%ο
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的碱可以为氢氧化钠或氢氧化钾。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于按权利要求3所述方法合成的减水剂数均分子量范围在8000 20000之间。
全文摘要
一种有效抵御粘土不利影响的聚羧酸减水剂由单体a烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、单体b丙烯酸或甲基丙烯酸和单体c丙烯酰胺衍生物通过自由基共聚得到。单体a、单体b、单体c摩尔比为(11~17):(65~75):(14~18)。该减水剂原料来源丰富，反应步骤简单、条件温和、产品不含氯离子。有效掺量为胶凝材料总重的0.2~0.3%，可以抵抗8%以内的骨料含泥量。
文档编号C04B24/26GK102875051SQ20121041251
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者王勇威, 刘永生, 高桂波, 王立亚, 王开宇, 王谦, 王锦明, 邢卫国 申请人:山东省建筑科学研究院