本发明涉及一种聚羧酸保塑剂及其制备方法，属于混凝土外加剂领域。
背景技术：
：随着国家大规模基础设施核电、高铁、水利、桥梁、隧道和各种大型工程的建设使得预拌混凝土行业得到了飞跃式发展，对混凝土的强度和性能要求不断势必导致更高性能混凝土外加剂的发展。聚羧酸系高性能减水剂是继以木质素为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代新型混凝土高性能减水剂，其独特的分子结构使其具有许多独特的优点，如低掺量、高减水率、早期强度增长显著、保坍性能好、不缓凝、对混凝土的干缩影响较小等。但是在实际应用过程中聚羧酸减水剂的使用还存在许多问题，比如与一些水泥的适应性非常不好，表现为有时混凝土的坍落度损失特别严重。聚羧酸保塑剂的保坍性能与其分子结构有很大的关系，如分子的结构组成、分子中各个基团的分布及摩尔分数、相对分子质量大小及分布等。而这些都与减水剂的合成因素有很大关系，比如原材料的配料比例、引发剂的种类以及引发温度、链转移剂的种类及数量、投料方式及反应时间等，因此市场上需要一种新的保塑剂来解决这些问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种低掺量、高减水率、早期强度增长显著、保坍性能好、不缓凝、对混凝土的干缩影响较小的聚羧酸保塑剂。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种聚羧酸保塑剂，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：平均分子量为4000的聚醚单体300～400份，去离子水400～560份，引发剂1.0～2.0份，单体D8～15份，单体E40～80份，还原剂0.6～0.9份，链转移剂1.0～1.5份，单体F1～3份。进一步的技术方案在于，所述的聚醚单体是异戊烯基聚氧乙烯醚，其平均分子量为4000。进一步的技术方案在于，所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、含量为28.5％的过氧化氢中的一种或多种。进一步的技术方案在于，所述的单体D是丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸酐、富马酸中的一种或多种。进一步的技术方案在于，所述的单体E是丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。进一步的技术方案在于，所述的链转移剂是3-巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠中的一种或两种。进一步的技术方案在于，所述的还原剂是维生素D、亚硫酸氢钠、次磷酸钠中的一种或两种。进一步的技术方案在于，所述的单体F是亚甲基双丙烯酰胺、聚 乙二醇(600)双丙烯酸酯中的一种或两种。进一步的技术方案还在于，其制备步骤如下：(1)将上述重量份数的单体D8～15份，单体E40～80份，加入去离子水50～70份搅拌均匀制成小料A；(2)将上述重量份数的还原剂0.6～0.9份，链转移剂1.0～1.5份，加入去离子水100～120份搅拌均匀制成小料B；(3)将上述重量份数的单体F1～3份加入去离子水50～70份搅拌均匀制成小料C；(4)将将上述重量份数的聚醚单体300～400份和去离子水200～300份放入四口瓶中，保持温度50～60℃下溶解，随后加入引发剂1.0～2.0份并搅拌均匀。(5)向步骤(4)中的四口瓶中同时滴加小料A和小料B，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加完毕后，开始滴加小料D，小料D滴加时间为0.5小时，待滴加结束后保温1小时即得成品。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明研制的聚羧酸保塑剂的技术路线是以分子设计原理为指导，采用带有特定官能团的异戊烯基聚氧乙烯醚为功能大单体，选择含有羧基、磺酸基、磷酸基、酯基等功能基团的单体，通过聚合后交联的合成方式制备聚羧酸保塑剂，解决了现有的问题，本发明具有低掺量、高减水率、早期强度增长显著、保坍性能好、不缓凝、对混凝土的干缩影响较小等优点。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明公开了一种聚羧酸保塑剂，其制备步骤如下：(1)将上述重量份数的单体D8～15份，单体E40～80份，加入去离子水50～70份搅拌均匀制成小料A；其中，单体D是丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸酐、富马酸中的一种或多种；单体E是丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。(2)将上述重量份数的还原剂0.6～0.9份，链转移剂1.0～1.5份，加入去离子水100～120份搅拌均匀制成小料B；其中，还原剂是维生素D、亚硫酸氢钠、次磷酸钠中的一种或两种。链转移剂是3-巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠中的一种或两种。(3)将上述重量份数的单体F1～3份加入去离子水50～70份搅 拌均匀制成小料C；单体F是亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇(600)双丙烯酸酯中的一种或两种。(4)将将上述重量份数的聚醚单体300～400份和去离子水200～300份放入四口瓶中，保持温度50～60℃下溶解，随后加入引发剂1.0～2.0份并搅拌均匀。其中，聚醚单体是异戊烯基聚氧乙烯醚，其平均分子量为4000；引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、含量为28.5％的过氧化氢中的一种或多种。(5)向步骤(4)中的四口瓶中同时滴加小料A和小料B，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加完毕后，开始滴加小料D，小料D滴加时间为0.5小时，待滴加结束后保温1小时即得成品。实施例1向四口瓶中加入计量准确的去离子水300份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为50℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在50℃，加入含量为28.5％的过氧化氢1.5份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸10份、甲基丙烯酸3份、丙烯酰胺15份、丙烯酸羟丙酯55份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由维生素C0.6份、甲基丙烯磺酸钠1.5份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加结束后，开始滴加 小料C(小料C由聚乙二醇(600)双丙烯酸酯1.5份加入去离子水70份搅拌均匀而成)，小料C滴加时间为0.5小时，全部滴加结束后保温1小时，制得聚羧酸保塑剂。实施例2向四口瓶中加入计量准确的去离子水250份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为55℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在55℃，加入过硫酸铵1.5份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸8份、马来酸酐5份、丙烯酸羟乙酯25份、丙烯酸羟丙酯45份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由次磷酸钠0.8份、巯基乙酸1.0份加入去离子水110份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加结束后，开始滴加小料C(小料C由聚乙二醇(600)双丙烯酸酯2份加入去离子水70份搅拌均匀而成)，小料C滴加时间为0.5小时，全部滴加结束后保温1小时，制得聚羧酸保塑剂。实施例3向四口瓶中加入计量准确的去离子水200份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为50℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在50℃，加入过硫酸钾2.0份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由富马酸5份、甲基丙烯酸8份、甲基丙烯酸丁酯5份、丙烯酸羟乙酯65份加入去离子水50份搅拌均匀而成，小料B由亚硫酸氢钠C0.9份、甲基丙烯磺酸钠 1.5份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加结束后，开始滴加小料C(小料C由聚乙二醇(600)双丙烯酸酯1.5份加入去离子水70份搅拌均匀而成)，小料C滴加时间为0.5小时，全部滴加结束后保温1小时，制得聚羧酸保塑剂。实施例4向四口瓶中加入计量准确的去离子水300份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为60℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在50℃，加入过硫酸钠2.0份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份、丙烯酰胺10份、丙烯酸羟乙酯60份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由维生素C0.9份、甲基丙烯磺酸钠0.5份、巯基乙酸1.0份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加结束后，开始滴加小料C(小料C由亚甲基双丙烯酰胺1.0份加入去离子水70份搅拌均匀而成)，小料C滴加时间为0.5小时，全部滴加结束后保温1小时，制得聚羧酸保塑剂。实施例5向四口瓶中加入计量准确的去离子水300份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为50℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在50℃，加入过氧化氢2.0份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由马来酸酐5份、2-丙 烯酰胺-2-甲基丙磺酸10份、丙烯酸羟丙酯70份、甲基丙烯酸丁酯5份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由维生素C0.6份、次磷酸钠0.3份、3-巯基丙酸1.5份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，小料A滴加结束后，开始滴加小料C(小料C由聚乙二醇(600)双丙烯酸酯3份加入去离子水70份搅拌均匀而成)，小料C滴加时间为0.5小时，全部滴加结束后保温1小时，制得聚羧酸保塑剂。比较例1向四口瓶中加入计量准确的去离子水300份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为60℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在60℃，加入过氧化氢5.0份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸15份、丙烯酸羟丙酯60份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由维生素C0.9份，巯基乙酸2.0份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，滴加结束后，保温1小时，制的聚羧酸保塑剂。比较例2向四口瓶中加入计量准确的去离子水300份，平均分子量为4000的异戊烯基聚氧乙烯醚300份，将四口瓶放入温度为60℃的恒温水浴锅中，搅拌溶解后，待温度稳定在40℃，加入过硫酸铵2.5份搅拌均匀，5分钟后开始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸12份、丙烯酸羟乙酯60份加入去离子水70份搅拌均匀而成，小料B由亚硫酸 氢钠0.9份，3-巯基丙酸2.0份加入去离子水120份搅拌均匀而成)，小料A滴加时间为3h，小料B滴加时间为4小时，滴加结束后，保温1小时，制的聚羧酸保塑剂。将实施例1-5、比较例1-2合成的聚羧酸保塑剂，采用石家庄某搅拌站用混凝土配合比及材料进行检测。混凝土配合比见表1表1水泥粉煤灰矿粉砂碎石水20090807501108172水泥为赞皇金隅P·O42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰为裕华电厂二级粉煤灰；矿粉为敬业矿粉，砂为河沙，细度模数2.4，含泥量2.0％；碎石满足连续级配要求。实施例1-5掺量与比较例1-2相同时对比，实验数据见表2。表2从实验数据分析可知，本发明的聚羧酸保塑剂90min后坍落度和扩展度基本无损失，可以应用于因水泥、混合材、砂石含泥等质量问题带来的掺聚羧酸减水剂混凝土坍落度损失快的情况，对于推动聚羧酸减水剂的使用具有非常重要的意义。当前第1页1 2 3