本发明涉及混凝土外加剂技术领域，更具体而言，涉及一种多功能型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术：
随着我国国民经济地快速发展，人们对于住宅的使用性能、质量以及居住环境的要求日趋提升。然而，目前我国的建筑行业普遍采用现场浇筑的建造方式，存在着费时费力、效率低下、布局不合理、功能单一、环境污染严重等诸多弊端。在全球资源日益紧张和环境压力日趋急迫的形势下，尤其是对于发展中国家来说，改变城市建设模式和建筑业发展方式势在必行。而装配式建筑无疑是解决这一问题的最有效途径。在装配式建筑中最为重要的是混凝土预制构件，其优劣决定了建筑的内在质量和施工便利性。随着混凝土技术和工程技术的发展，混凝土预制构件逐渐向着高精度化、结构功能装饰一体化、高性能化、超早强化等方面延伸。为实现装配式建筑用混凝土预制构件的规模化配套生产，减水剂在其中起着至关重要的作用。
目前可用于装配式建筑的减水剂主要有萘系高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂，其中聚羧酸系减水剂凭借着其优异的性能已逐渐取代萘系减水剂。但是，对装配式建筑而言现有减水剂产品仍存在着功能单一、针对性不强、适应性差、复配泛滥等弊端，无法有效解决预制构件生产过程中的高强度、高表面光洁度、低粘度等要求。
因此，开发装配式建筑专用的功能型减水剂已迫在眉睫。聚羧酸减水剂的分子可设计性赋予其功能多样化的可能性，通过合理的分子结构设计，借助自由基聚合反应可实现在聚羧酸分子中引入特殊作用的官能团，从而实现差异化、复合化的功能特点。
技术实现要素：
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种多功能型聚羧酸减水剂及其制备方法，解决现有聚羧酸减水剂生产预制构件时早强效果差、胶凝材料包裹性差、混凝土表面光洁度差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种多功能型聚羧酸减水剂，由以下重量份原料制备：55-70份三氯氧磷、27-41份乙酸乙酯、20-25份二甘醇、80-95份丙烯酸羟乙酯、95-110份三乙胺、20-40份丙烯酸、4-10份甲基丙烯酸甲酯、软化水、0.2-0.9份抗坏血酸、0.8-2.8份巯基乙醇、360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、1-4份30%浓度的双氧水。
优选地，一种多功能型聚羧酸减水剂，由以下重量份原料制备：60-65份三氯氧磷、31-36份乙酸乙酯、20-23份二甘醇、85-90份丙烯酸羟乙酯、100-105份三乙胺、25-30份丙烯酸、5-8份甲基丙烯酸甲酯、软化水、0.4-0.8份抗坏血酸、1.0-2.5份巯基乙醇、360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、2-3份30%浓度的双氧水。
进一步地，所述二甘醇可替换为乙二醇。
进一步地，所述巯基乙醇可替换为巯基乙酸、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠。
进一步地，所述双氧水和抗坏血酸协同作为氧化还原引发剂可替换为硫酸铵-抗坏血酸或过硫酸铵-亚硫酸氢钠。
进一步地，所述过硫酸铵可替换为过硫酸钾。
进一步地，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚分子量为1200-6000。
一种多功能型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、在四口烧瓶中加入55-70份三氯氧磷和27-41份乙酸乙酯，控制烧瓶内温度为10-15℃，将20-25份二甘醇缓慢滴加在四口烧瓶中3h，四口烧瓶中生成的气体用导出装置导出并用碱液吸收，滴加完成后再反应1h；
s2、将反应釜升温至25-30℃，将80-95份丙烯酸羟乙酯和95-110份三乙胺的混合溶液缓慢滴加在反应釜中2h，然后升温至45-50℃，回流状态下反应12h；
s3、s2反应结束后真空抽滤除去铵盐，在-0.085mpa压力和70℃下进行蒸馏，除去乙酸乙酯即得到丙烯酸酯化物；
s4、称取15-30份s3中的丙烯酸酯化物，与20-40份丙烯酸、4-10份甲基丙烯酸甲酯和50份软化水混溶，摇匀后形成a溶液；
s5、称取0.2-0.9份抗坏血酸和0.8-2.8份巯基乙醇，与50份软化水混溶后形成b溶液；
s6、将300-500份软化水和360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入四口烧瓶中，其中甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1200-6000，温度保持40-70℃溶化后加入1-4份30%浓度的双氧水，分别将a溶液、b溶液滴加入四口烧瓶中，滴加时间为2-4h；
s7、滴加结束后继续保温反应1-2h，并加入适量软化水，即得到一定浓度的目标产物。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种多功能型聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂通过自由基聚合形成具有支化结构的聚羧酸，增强了分子中侧链的空间位阻效应，从而一定程度上提高了减水剂的减水率；引入了磷酸基，它对水泥比羧基具有更强的吸附性和锚固性，从而提高聚羧酸减水剂在水泥表明的吸附率，进一步提高减水率，从而实现混凝土保持原有施工性能不变的情况下降低用水量，提高早期强度；引入了二甘醇结构单元，它释放后能明显降低混凝土的粘度，提高施工性能；在自由基聚合反应中加入了甲基丙烯酸甲酯，它同聚羧酸分子中所有的酯结构可以显著提升混凝土中胶凝材料的包裹性，从而提高混凝土和易性，改善预制构件的表观光洁度，提高其装饰功能；该聚羧酸减水剂具有适应性好，针对性强的特点，尤其适用于预制构件的生产，生产工艺简单，便于实现工业化生产。
具体实施方式
下面将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。
一种多功能型聚羧酸减水剂，由以下重量份原料制备：55-70份三氯氧磷、27-41份乙酸乙酯、20-25份二甘醇、80-95份丙烯酸羟乙酯、95-110份三乙胺、20-40份丙烯酸、4-10份甲基丙烯酸甲酯、软化水、0.2-0.9份抗坏血酸、0.8-2.8份巯基乙醇、360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、1-4份30%浓度的双氧水。
优选地，一种多功能型聚羧酸减水剂，由以下重量份原料制备：60-65份三氯氧磷、31-36份乙酸乙酯、20-23份二甘醇、85-90份丙烯酸羟乙酯、100-105份三乙胺、25-30份丙烯酸、5-8份甲基丙烯酸甲酯、软化水、0.4-0.8份抗坏血酸、1.0-2.5份巯基乙醇、360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚、2-3份30%浓度的双氧水。
进一步地，所述二甘醇可替换为乙二醇。
进一步地，所述巯基乙醇可替换为巯基乙酸、巯基丙酸、甲基丙烯磺酸钠。
进一步地，所述双氧水和抗坏血酸协同作为氧化还原引发剂可替换为硫酸铵-抗坏血酸或过硫酸铵-亚硫酸氢钠。
进一步地，所述过硫酸铵可替换为过硫酸钾。
进一步地，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚分子量为1200-6000。
一种多功能型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、在四口烧瓶中加入55-70份三氯氧磷和27-41份乙酸乙酯，控制烧瓶内温度为10-15℃，将20-25份二甘醇缓慢滴加在四口烧瓶中3h，四口烧瓶中生成的气体用导出装置导出并用碱液吸收，滴加完成后再反应1h；
s2、将反应釜升温至25-30℃，将80-95份丙烯酸羟乙酯和95-110份三乙胺的混合溶液缓慢滴加在反应釜中2h，然后升温至45-50℃，回流状态下反应12h；
s3、s2反应结束后真空抽滤除去铵盐，在-0.085mpa压力和70℃下进行蒸馏，除去乙酸乙酯即得到丙烯酸酯化物；
s4、称取15-30份s3中的丙烯酸酯化物，与20-40份丙烯酸、4-10份甲基丙烯酸甲酯和50份软化水混溶，摇匀后形成a溶液；
s5、称取0.2-0.9份抗坏血酸和0.8-2.8份巯基乙醇，与50份软化水混溶后形成b溶液；
s6、将300-500份软化水和360份甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入四口烧瓶中，其中甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1200-6000，温度保持40-70℃溶化后加入1-4份30%浓度的双氧水，分别将a溶液、b溶液滴加入四口烧瓶中，滴加时间为2-4h；
s7、滴加结束后继续保温反应1-2h，并加入适量软化水，即得到一定浓度的目标产物。
通过本实施例制备的减水剂减水率为31%；混凝土早期强度：1d抗压强度比≥185%，3d抗压强度比≥175%，7d抗压强度比≥150%；混凝土粘度：倒筒排空时间2-4s；混凝土泌水率比≤45%，表面规整，无砂线、无气泡孔。
实施例1：
（1）在带有搅拌装置、气体导出装置、温度计的500ml四口烧瓶中准确加入62g三氯氧磷和30ml乙酸乙酯，通过水浴控制烧瓶内温度为10-15℃，开启搅拌，打开气体导出装置，用蠕动泵缓慢滴加21.2g二甘醇至反应釜，滴加时间为3h，同时导出的气体用浓度为10%的naoh溶液吸收，滴加结束后再反应1h；
（2）将反应釜升温至25-30℃，用蠕动泵缓慢滴加91.7g丙烯酸羟乙酯和101g三乙胺混合溶液，滴加时间为2h，滴加结束后控制水浴使烧瓶内升温至45-50℃，在回流状态下继续反应12h；
（3）反应结束后真空抽滤除去铵盐，在-0.085mpa压力和70℃下进行蒸馏，除去乙酸乙酯即得到丙烯酸酯化物；
（4）准确称取20g上一步得到的丙烯酸酯化物，与35g丙烯酸、8g甲基丙烯酸甲酯和50g软化水混溶，摇匀后形成a溶液；
（5）称取0.6g抗坏血酸和2.4g巯基乙醇，与50g软化水混溶后形成b溶液；
（6）将400g软化水和360g分子量为2400的甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入四口烧瓶中，温度保持60℃溶化后加入2g30%浓度的双氧水，分别将a、b溶液滴加入四口烧瓶中，滴加时间为2.5h；
（7）滴加结束后继续保温反应1.5h，并加入150g软化水，即得到浓度为39.5%的目标产物。
实施例2：
一种多功能型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在带有搅拌装置、气体导出装置、温度计的500ml四口烧瓶中准确加入64g三氯氧磷和35ml乙酸乙酯，通过水浴控制烧瓶内温度为10-15℃，开启搅拌，打开气体导出装置，用蠕动泵缓慢滴加25g乙二醇至反应釜，滴加时间为3h，同时导出的气体用浓度为10%的naoh溶液吸收，滴加结束后再反应1h；
（2）将反应釜升温至25-30℃，用蠕动泵缓慢滴加93g丙烯酸羟乙酯和105g三乙胺混合溶液，滴加时间为2h，滴加结束后控制水浴使烧瓶内升温至45-50℃，在回流状态下继续反应12h；
（3）反应结束后真空抽滤除去铵盐，在-0.085mpa压力和70℃下进行蒸馏，除去乙酸乙酯即得到丙烯酸酯化物；
（4）准确称取25g上一步得到的丙烯酸酯化物，与30g丙烯酸、6g甲基丙烯酸甲酯和50g软化水混溶，摇匀后形成a溶液；
（5）称取0.6g抗坏血酸和2.2g巯基丙酸，与50g软化水混溶后形成b溶液；
（6）将400g软化水和360g分子量为2400的甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入四口烧瓶中，温度保持48℃溶化后加入3g过硫酸铵，分别将a、b溶液滴加入四口烧瓶中，滴加时间为2.5h；
（7）滴加结束后继续保温反应1.5h，并加入150g软化水，即得到浓度为39.6%的目标产物。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。