一种抗泥型聚羧酸减水剂及其常温制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料的技术领域，具体涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其常温制 备方法。
【背景技术】
[0002] 随着聚羧酸减水剂在混凝土中的广泛应用，与此同时也暴露出一些问题，特别是 砂石中的含泥量对聚羧酸系减水剂的性能发挥影响显著，从而导致混凝土流动度差，坍落 度损失大，极大的制约了聚羧酸减水剂的推广与应用。而且国内建筑用优质砂石资源逐渐 减少，一些含泥的沙石已经大范围用于建筑材料，特别是在民用建筑领域，由于受到地域资 源和成本的限制，一些高含泥量的砂石也用于混凝土原料，而聚羧酸减水剂对混凝土砂子 中的泥含量十分敏感，使聚羧酸减水剂几乎无法应用于高含泥量的混凝土中。
[0003] 针对泥的性能，探究泥对聚羧酸减水剂的作用机理，并制备一类抗泥型聚羧酸减 水剂，以降低聚羧酸系减水剂对泥的敏感度，进而降低因泥含量增多而增加使用聚羧酸系 减水剂的成本，具有重大的现实意义和应用价值。
[0004] 目前，已经有少量关于抗泥型聚羧酸减水剂方面的报道。李崇智等在专利 CN102923989A中，介绍了抗粘土型聚羧酸系减水剂，该专利工艺中使用了多乙烯多胺单体， 主要是利用多乙烯多胺链吸附在粘土颗粒表面可起屏蔽分散作用，只测试了对一种类型的 泥土，抗泥性能是否具有普适性还待检验。陈国新等在专利CN103467670A中，公开了一种 抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法，该发明的成果能够避免混凝土中骨料含泥量对聚羧酸系 减水剂的不良影响，在不提高聚羧酸系减水剂掺量的前提下解决混凝土减水不够、坍落度 损失大、强度偏低问题，但该工艺需要在氮气保护、减压蒸馏等条件下进行，步骤复杂，成本 尚昂，不易推广应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种抗泥型聚羧酸减水剂及 其常温制备方法，采用常温工艺、一步法合成抗泥型聚羧酸减水剂，从聚羧酸系减水剂分子 结构本身出发，在梳型聚合物主链上接枝一定比例的功能性官能团来提供缓释、抗泥性能， 通过调整聚合物主链上各官能团的相对比例，聚合物主链和接枝侧链长度以及接技数量的 多少，来达到结构平衡的目的。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
[0007]-种抗泥型聚羧酸减水剂的常温制备方法，包括：
[0008] 1)预溶液配制：将200份具有不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体与0. 5~5. 0份 氧化剂溶于120份水中配制成溶液A;将0. 5~5份阳离子季铵盐与1~10份季胺类丙烯 酸酯溶于30份水中配制成溶液B;将0. 2~2. 0份还原剂与0. 3~1. 5份链转移剂溶于30 份水中配制成溶液C;将10~30份不饱和羧酸和/或其衍生物溶于30份水中配制成溶液 D；
[0009] 2)聚合反应：在温度为20~40°C、搅拌下，依序将溶液B、C、D滴加至溶液A中， 溶液B、C、D滴加的起始时间分别间隔IOmin且共同在1~4.Oh内滴加完毕，然后在20~ 40°C下恒温反应I. 0~3. 0h，恒温反应完成后向反应液中加入18~40份液碱，调整pH值 至5~7,即得所述之抗泥型聚羧酸减水剂；
[0010] 其中，上述各组分均按质量份数计。
[0011] 一实施例中：所述具有不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体、不饱和羧酸和/或其 衍生物、阳离子季铵盐、季胺类丙烯酸酯、液碱的配方比例为100 :5~15 :1~2 :2~5 :9~ 20 〇
[0012] -实施例中：所述氧化剂、还原剂、链转移剂的配方比例为I. 0 :0. 3~I. 0 :0. 3~ 0. 5〇
[0013] 一实施例中：所述具有不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体为烯丙醇聚氧乙烯醚、 异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0014] 一实施例中：所述不饱和羧酸和/或其衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸 酐、亚甲基丁二酸中的至少一种。
[0015] -实施例中：所述阳离子季铵盐为甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、2-甲基丙 烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基三乙基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基 氯化铵、丙烯酰氧基乙基三乙基氯化铵、乙基二烯基氯化铵、二甲基二烯基氯化铵中的至少 一种。
[0016] -实施例中：所述季胺类丙烯酸酯为丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基 乙酯中的至少一种。
[0017] 一实施例中：所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁 基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、2, 2' -偶氮二-2-(2-咪唑啉-2-基）丙烷盐酸盐中 的至少一种；所述还原剂为抗坏血酸、次磷酸钠、吊白块、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的至少一 种；所述链转移剂为巯基乙酸、巯基乙醇、巯基丙酸、硫甘油、硫代苹果酸中的至少一种。
[0018] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
[0019] -种抗泥型聚羧酸减水剂，所述抗泥型聚羧酸减水剂按质量份数计，包括：200份 具有不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体、10~30份不饱和羧酸和/或其衍生物、0. 5~5份 阳离子季铵盐、1~10份季胺类丙烯酸酯、〇. 5~5. 0份氧化剂、0. 2~2. 0份还原剂、0. 3~ 1. 5份链转移剂、18~40份液碱。
[0020] -实施例中：所述具有不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚类大单体、不饱和羧酸和/或其 衍生物、阳离子季铵盐、季胺类丙烯酸酯的配方比例为100 :5~15 :1~2 :2~5 ;所述氧化 剂、还原剂、链转移剂的配方比例为1. 0 :〇. 3~I. 0 :0. 3~0. 5 ;所述具有不饱和脂肪醇聚 氧乙烯醚类大单体为烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、4-羟 丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种；所述不饱和羧酸和/或其衍生物为丙烯酸、甲基丙 烯酸、顺丁烯二酸酐、亚甲基丁二酸中的至少一种；所述阳离子季铵盐为甲基丙烯酰氧基乙 基三甲基氯化铵、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧基乙基三乙基氯化 铵、丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三乙基氯化铵、乙基二烯基氯化铵、二 甲基二烯基氯化铵中的至少一种；所述季胺类丙烯酸酯为丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯 酸二甲氨基乙酯中的至少一种；所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶 氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、2, 2' -偶氮二-2-(2-咪唑啉-2-基）丙烷 盐酸盐中的至少一种；所述还原剂为抗坏血酸、次磷酸钠、吊白块、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中 的至少一种；所述链转移剂为巯基乙酸、巯基乙醇、巯基丙酸、硫甘油、硫代苹果酸中的至少 一种。
[0021] 本技术方案与【背景技术】相比，它具有如下优点：
[0022] 1.本发明采用常温常压工艺，在保证初始反应温度达到20°C时即可进行，原位聚 合和功能接枝一步合成，合成工艺简单，且可直接使用普通的聚羧酸减水剂生产设备，操作 方便，有利于大规模工业化生产。
[0023] 2.本发明制得的抗泥型聚羧酸减水剂与常规的聚羧酸减水剂相比，其优势在于： 具有缓释、抗泥功能，且对含不同类型泥的混凝土都有较好的抗泥效果，既可以单独使用， 也可以与普通的聚羧酸减水剂复配使用，与缓凝剂、引气剂、保水剂、保坍剂等其他混凝土 外加剂相容性好。
[0024] 3.本发明的抗泥型聚羧酸减水剂常温制备方法化生产过程中不产生废气、废水和 固体废弃物，节能环保。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过实施例具体说明本发明的内容：
[0026] 实施例1
[0027] 1)预溶液配制：将200份烯丙醇聚氧乙烯醚与0. 5份氧化剂过硫酸钠溶于120份 蒸馏水中配制成水溶液A;将5份甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵与10份丙烯酸二甲氨 基乙酯溶于30份蒸馏水中配制成水溶液B;将0. 2份还原剂抗坏血酸与0. 3份链转移剂巯 基乙酸溶于30份蒸馏水中配制成水溶液C;将10份丙烯酸溶于30份蒸馏水中配制成水溶 液D;
[0028] 2)聚合反应：在温度为30°C、搅拌以混合均匀的条件下，依序将溶液B、C、D滴加 至溶液A中，溶液B、C、D滴加的起始时间分别间隔IOmin且共同在2.Oh内滴加完毕，然后 在30°C